Sel ialah tahap organisasi bahan hidup, biosistem bebas yang mempunyai sifat asas semua benda hidup. Jadi, ia boleh berkembang, membiak, bergerak, menyesuaikan diri dan berubah. Di samping itu, mana-mana sel dicirikan oleh metabolisme, struktur khusus, keteraturan struktur dan fungsi.
Sains yang mengkaji sel ialah sitologi. Subjeknya ialah unit struktur haiwan dan tumbuhan berbilang sel, organisma unisel - bakteria, protozoa dan alga, yang terdiri daripada hanya satu sel.
Jika kita bercakap tentang organisasi umum unit struktur organisma hidup, ia terdiri daripada cangkerang dan nukleus dengan nukleolus. Mereka juga termasuk organel sel, sitoplasma. Sehingga kini, pelbagai kaedah penyelidikan telah dibangunkan dengan sangat baik, tetapi mikroskopi menempati kedudukan utama, yang membolehkan anda mengkaji struktur sel dan meneroka elemen struktur utamanya.
Apakah itu organoid?
Organoid (ia juga dipanggil organel) ialah unsur penyusun kekal bagi mana-mana sel yangmenjadikannya lengkap dan melaksanakan fungsi tertentu. Ini adalah struktur yang penting untuk mengekalkannya.
Organoid termasuk nukleus, lisosom, retikulum endoplasma dan kompleks Golgi, vakuol dan vesikel, mitokondria, ribosom, dan pusat sel (centrosom). Ini juga termasuk struktur yang membentuk sitoskeleton sel (mikrotubulus dan mikrofilamen), melanosom. Secara berasingan, adalah perlu untuk memilih organel pergerakan. Ini adalah silia, flagela, myofibril dan pseudopod.
Semua struktur ini saling berkaitan dan memastikan aktiviti sel yang diselaraskan. Itulah sebabnya soalan: "Apakah organoid?" - anda boleh menjawab bahawa ini ialah komponen yang boleh disamakan dengan organ organisma multiselular.
Pengkelasan organel
Sel berbeza dari segi saiz dan bentuk, serta fungsinya, tetapi pada masa yang sama ia mempunyai struktur kimia yang serupa dan satu prinsip organisasi. Pada masa yang sama, persoalan tentang apa itu organoid dan apakah strukturnya agak boleh dipertikaikan. Contohnya, lisosom atau vakuol kadangkala tidak dikelaskan sebagai organel sel.
Jika kita bercakap tentang klasifikasi komponen sel ini, maka organel bukan membran dan membran dibezakan. Bukan membran - ini adalah pusat sel dan ribosom. Organel pergerakan (mikrotubulus dan mikrofilamen) juga kekurangan membran.
Struktur organel membran adalah berdasarkan kehadiran membran biologi. Organel membran tunggal dan dua membran mempunyai cangkang dengan struktur tunggal, yang terdiri daripadalapisan dua fosfolipid dan molekul protein. Ia memisahkan sitoplasma dari persekitaran luaran, membantu sel mengekalkan bentuknya. Perlu diingat bahawa sebagai tambahan kepada membran, dalam sel tumbuhan terdapat juga membran selulosa luar, yang dipanggil dinding sel. Ia menjalankan fungsi sokongan.
Organel membran termasuk EPS, lisosom dan mitokondria, serta lisosom dan plastid. Membran mereka boleh berbeza hanya dalam set protein.
Jika kita bercakap tentang keupayaan fungsi organel, maka sebahagian daripadanya dapat mensintesis bahan tertentu. Jadi, organel penting sintesis adalah mitokondria, di mana ATP terbentuk. Ribosom, plastid (kloroplas) dan retikulum endoplasma kasar bertanggungjawab untuk sintesis protein, ER licin bertanggungjawab untuk sintesis lipid dan karbohidrat.
Mari kita pertimbangkan struktur dan fungsi organel dengan lebih terperinci.
Teras
Organel ini amat penting kerana apabila ia dikeluarkan, sel akan berhenti berfungsi dan mati.
Nukleus mempunyai membran berganda, di mana terdapat banyak liang. Dengan bantuan mereka, ia berkait rapat dengan retikulum endoplasma dan sitoplasma. Organel ini mengandungi kromatin - kromosom, yang merupakan kompleks protein dan DNA. Memandangkan ini, kita boleh mengatakan bahawa nukleus merupakan organel yang bertanggungjawab untuk mengekalkan sebahagian besar genom.
Bahagian cecair nukleus dipanggil karyoplasma. Ia mengandungi produk aktiviti penting struktur nukleus. Zon paling padat ialah nukleolus, yang menempatkan ribosom, protein kompleks danRNA, serta kalium, magnesium, zink, besi dan kalsium fosfat. Nukleolus hilang sebelum pembahagian sel dan terbentuk semula pada peringkat terakhir proses ini.
Retikulum endoplasma (retikulum)
EPS ialah organel membran tunggal. Ia menduduki separuh isipadu sel dan terdiri daripada tubulus dan tangki yang bersambung antara satu sama lain, serta membran sitoplasma dan kulit luar nukleus. Membran organoid ini mempunyai struktur yang sama dengan plasmalemma. Struktur ini adalah penting dan tidak terbuka ke dalam sitoplasma.
Retikulum endoplasma licin dan berbutir (kasar). Ribosom terletak pada cangkang dalaman ER berbutir, di mana sintesis protein berlaku. Tiada ribosom pada permukaan retikulum endoplasma licin, tetapi sintesis karbohidrat dan lemak berlaku di sini.
Semua bahan yang terbentuk dalam retikulum endoplasma diangkut melalui sistem tubul dan tubul ke destinasinya, di mana ia terkumpul dan seterusnya digunakan dalam pelbagai proses biokimia.
Memandangkan keupayaan mensintesis EPS, retikulum kasar terletak dalam sel yang fungsi utamanya ialah pembentukan protein, dan retikulum licin terletak dalam sel yang mensintesis karbohidrat dan lemak. Selain itu, ion kalsium terkumpul dalam retikulum licin, yang diperlukan untuk fungsi normal sel atau badan secara keseluruhan.
Perlu juga diperhatikan bahawa ER ialah tapak pembentukan radas Golgi.
Lisosom, fungsinya
Lisosom ialah organel selular,yang diwakili oleh kantung berbentuk bulat membran tunggal dengan enzim hidrolitik dan pencernaan (protease, lipase dan nuklease). Kandungan lisosom dicirikan oleh persekitaran berasid. Membran formasi ini mengasingkan mereka daripada sitoplasma, menghalang pemusnahan komponen struktur sel yang lain. Apabila enzim lisosom dilepaskan ke dalam sitoplasma, sel memusnahkan diri - autolisis.
Perlu diingatkan bahawa enzim terutamanya disintesis pada retikulum endoplasma kasar, selepas itu ia bergerak ke radas Golgi. Di sini mereka menjalani pengubahsuaian, dibungkus ke dalam vesikel membran dan mula terpisah, menjadi komponen bebas sel - lisosom, yang primer dan sekunder.
Lisosom primer ialah struktur yang terpisah daripada radas Golgi, manakala sekunder (vakuol pencernaan) ialah yang terbentuk hasil daripada gabungan lisosom primer dan vakuol endosit.
Memandangkan struktur dan organisasi ini, kita boleh membezakan fungsi utama lisosom:
- pencernaan pelbagai bahan di dalam sel;
- pemusnahan struktur selular yang tidak diperlukan;
- penyertaan dalam proses penyusunan semula sel.
Vakuol
Vakuol ialah organel sfera membran tunggal yang merupakan takungan air dan sebatian organik dan bukan organik yang terlarut di dalamnya. Alat Golgi dan EPS terlibat dalam pembentukan struktur ini.
Dalam vakuol sel haiwansedikit. Mereka kecil dan menduduki tidak lebih daripada 5% daripada volum. Peranan utama mereka ialah memastikan pengangkutan bahan ke seluruh sel.
Vakuol sel tumbuhan adalah besar dan menduduki sehingga 90% daripada isipadu. Dalam sel matang, hanya terdapat satu vakuol, yang menduduki kedudukan pusat. Membrannya dipanggil tonoplast, dan kandungannya dipanggil sap sel. Fungsi utama vakuol tumbuhan adalah untuk memastikan ketegangan membran sel, pengumpulan pelbagai sebatian dan bahan buangan sel. Selain itu, organel sel tumbuhan ini membekalkan air yang diperlukan untuk proses fotosintesis.
Jika kita bercakap tentang komposisi sap sel, maka ia termasuk bahan berikut:
- rizab - asid organik, karbohidrat dan protein, asid amino individu;
- sebatian yang terbentuk semasa hayat sel dan terkumpul di dalamnya (alkaloid, tanin dan fenol);
- phytoncides dan fitohormon;
- pigmen, kerana buah-buahan, akar dan kelopak bunga diwarnakan dalam warna yang sepadan.
kompleks Golgi
Struktur organoid yang dipanggil "radas Golgi" agak mudah. Dalam sel tumbuhan, mereka kelihatan seperti badan yang berasingan dengan membran; dalam sel haiwan, mereka diwakili oleh tangki, tubul, dan pundi kencing. Unit struktur kompleks Golgi ialah dictyosome, yang diwakili oleh timbunan 4-6 "tangki" dan vesikel kecil yang memisahkan daripada mereka dan merupakan sistem pengangkutan intraselular, dan juga boleh berfungsi sebagai sumber lisosom. Bilangan dictyosome boleh berbeza dari satu hingga beberaparatusan.
Kompleks Golgi biasanya terletak berhampiran nukleus. Dalam sel haiwan - berhampiran pusat sel. Fungsi utama organel ini adalah seperti berikut:
- rembesan dan pengumpulan protein, lipid dan sakarida;
- ubah suai sebatian organik memasuki kompleks Golgi;
- organoid ini ialah tapak pembentukan lisosom.
Perlu diingatkan bahawa ER, lisosom, vakuol, dan radas Golgi bersama-sama membentuk sistem tiub-vakuolar yang membahagikan sel kepada bahagian yang berasingan dengan fungsi yang sepadan. Selain itu, sistem ini memastikan pembaharuan berterusan membran.
Mitokondria ialah stesen tenaga sel
Mitokondria ialah organel dua membran berbentuk batang, sfera atau bentuk filamen yang mensintesis ATP. Mereka mempunyai permukaan luar yang licin dan membran dalam dengan banyak lipatan yang dipanggil cristae. Perlu diingatkan bahawa bilangan krista dalam mitokondria mungkin berbeza-beza bergantung kepada keperluan tenaga sel. Pada membran dalaman banyak kompleks enzim yang mensintesis adenosin trifosfat tertumpu. Di sini, tenaga ikatan kimia ditukar kepada ikatan makroergik ATP. Di samping itu, mitokondria memecahkan asid lemak dan karbohidrat dengan pembebasan tenaga, yang terkumpul dan digunakan untuk pertumbuhan dan sintesis.
Persekitaran dalaman organel ini dipanggil matriks. Diamengandungi DNA dan RNA bulat, ribosom kecil. Menariknya, mitokondria adalah organel separa autonomi, kerana ia bergantung pada fungsi sel, tetapi pada masa yang sama mereka boleh mengekalkan kebebasan tertentu. Jadi, mereka dapat mensintesis protein dan enzim mereka sendiri, serta membiak sendiri.
Adalah dipercayai bahawa mitokondria timbul apabila organisma prokariotik aerobik memasuki sel perumah, yang membawa kepada pembentukan kompleks simbiotik tertentu. Jadi, DNA mitokondria mempunyai struktur yang sama seperti DNA bakteria moden, dan sintesis protein dalam kedua-dua mitokondria dan bakteria dihalang oleh antibiotik yang sama.
Plastik - organel sel tumbuhan
Plastid ialah organel yang agak besar. Mereka hanya terdapat dalam sel tumbuhan dan terbentuk daripada prekursor - proplastid, mengandungi DNA. Organel ini memainkan peranan penting dalam metabolisme dan dipisahkan daripada sitoplasma oleh membran berganda. Selain itu, ia boleh membentuk sistem membran dalaman yang teratur.
Plastik terdiri daripada tiga jenis:
- Kloroplas ialah plastid paling banyak yang bertanggungjawab untuk fotosintesis, yang menghasilkan sebatian organik dan oksigen bebas. Struktur ini mempunyai struktur yang kompleks dan mampu bergerak dalam sitoplasma ke arah sumber cahaya. Bahan utama yang terkandung dalam kloroplas ialah klorofil, yang mana tumbuhan boleh menggunakan tenaga matahari. Perlu diingatkan bahawa kloroplas, seperti mitokondria, adalah struktur separa autonomi, kerana ia mampupembahagian bebas dan sintesis protein mereka sendiri.
- Leucoplasts ialah plastid tidak berwarna yang bertukar menjadi kloroplas apabila terdedah kepada cahaya. Komponen selular ini mengandungi enzim. Dengan bantuan mereka, glukosa ditukar dan terkumpul dalam bentuk bijirin kanji. Dalam sesetengah tumbuhan, plastid ini mampu mengumpul lipid atau protein dalam bentuk kristal dan jasad amorf. Bilangan leukoplas terbesar tertumpu pada sel-sel organ bawah tanah tumbuhan.
- Kromoplast ialah terbitan daripada dua jenis plastid yang lain. Mereka membentuk karotenoid (semasa pemusnahan klorofil), yang berwarna merah, kuning atau oren. Kromoplast adalah peringkat akhir transformasi plastid. Kebanyakannya terdapat dalam buah-buahan, kelopak dan daun musim luruh.
Ribosom
Apakah organel yang dipanggil ribosom? Ribosom dipanggil organel bukan membran, yang terdiri daripada dua serpihan (subunit kecil dan besar). Diameter mereka adalah kira-kira 20 nm. Mereka ditemui dalam sel semua jenis. Ini adalah organel sel haiwan dan tumbuhan, bakteria. Struktur ini terbentuk dalam nukleus, selepas itu ia masuk ke dalam sitoplasma, di mana ia diletakkan secara bebas atau dilekatkan pada EPS. Bergantung pada sifat sintesis, ribosom berfungsi sendiri atau bergabung menjadi kompleks untuk membentuk poliribosom. Dalam kes ini, organel bukan membran ini diikat oleh molekul RNA penghantar.
Ribosom mengandungi 4 molekul rRNA yang membentuk rangka kerjanya, serta pelbagai protein. Tugas utama organoid ini adalah untuk memasang rantai polipeptida, yang merupakan langkah pertama dalam sintesis protein. Protein yang dibentuk oleh ribosom retikulum endoplasma boleh digunakan oleh seluruh organisma. Protein untuk keperluan sel individu disintesis oleh ribosom, yang terletak di dalam sitoplasma. Perlu diingat bahawa ribosom juga terdapat dalam mitokondria dan plastid.
Sitoskeleton sel
Sitokeleton sel dibentuk oleh mikrotubul dan mikrofilamen. Microtubules ialah formasi silinder dengan diameter 24 nm. Panjangnya ialah 100 µm-1 mm. Komponen utama ialah protein yang dipanggil tubulin. Ia tidak mampu mengecut dan boleh dimusnahkan oleh colchicine. Microtubules terletak dalam hyaloplasma dan melaksanakan fungsi berikut:
- wujudkan rangka sangkar yang anjal, tetapi pada masa yang sama kuat, yang membolehkan ia mengekalkan bentuknya;
- ambil bahagian dalam proses pengagihan kromosom sel;
- menyediakan pergerakan organel;
- terkandung dalam pusat sel, serta dalam flagela dan silia.
Mikrofilamen ialah filamen yang terletak di bawah membran plasma dan terdiri daripada protein aktin atau miosin. Mereka boleh mengecut, mengakibatkan pergerakan sitoplasma atau penonjolan membran sel. Selain itu, komponen ini terlibat dalam pembentukan penyempitan semasa pembahagian sel.
Pusat sel (centrosome)
Organel ini terdiri daripada 2 sentriol dan satu sentrosfera. Sentriol silinder. Dindingnya dibentuk oleh tiga mikrotubulus, yang bergabung antara satu sama lain melalui pautan silang. Sentriol disusun berpasangan pada sudut tepat antara satu sama lain. Perlu diingatkan bahawa sel tumbuhan yang lebih tinggi kekurangan organel ini.
Peranan utama pusat sel adalah untuk memastikan pengagihan kromosom sekata semasa pembahagian sel. Ia juga merupakan pusat organisasi sitoskeleton.
Organel pergerakan
Organel pergerakan termasuk silia, serta flagela. Ini adalah pertumbuhan kecil dalam bentuk rambut. Flagelum mengandungi 20 mikrotubulus. Pangkalannya terletak di dalam sitoplasma dan dipanggil badan basal. Panjang flagel ialah 100 µm atau lebih. Flagela yang hanya bersaiz 10-20 mikron dipanggil silia. Apabila mikrotubul menggelongsor, silia dan flagela dapat berayun, menyebabkan pergerakan sel itu sendiri. Sitoplasma mungkin mengandungi fibril kontraktil yang dipanggil myofibrils - ini adalah organel sel haiwan. Myofibrils, sebagai peraturan, terletak dalam myocytes - sel tisu otot, serta dalam sel jantung. Ia terdiri daripada gentian yang lebih kecil (protofibril).
Perlu diingatkan bahawa berkas myofibril terdiri daripada gentian gelap - ini adalah cakera anisotropik, serta kawasan terang - ini adalah cakera isotropik. Unit struktur myofibril ialah sarkomer. Ini adalah kawasan antara cakera anisotropik dan isotropik, yang mempunyai filamen aktin dan miosin. Apabila mereka meluncur, sarkomer mengecut, yang membawa kepada pergerakan keseluruhan serat otot. Padaini menggunakan tenaga ATP dan ion kalsium.
Protozoa dan spermatozoa haiwan bergerak dengan bantuan flagela. Silia ialah organ pergerakan kasut ciliates. Pada haiwan dan manusia, mereka menutup saluran pernafasan dan membantu menyingkirkan zarah pepejal kecil, seperti habuk. Selain itu, terdapat juga pseudopod yang menyediakan pergerakan amoeboid dan merupakan unsur banyak sel unisel dan haiwan (contohnya, leukosit).
Kebanyakan tumbuhan tidak boleh bergerak di angkasa. Pergerakan mereka ialah pertumbuhan, pergerakan daun dan perubahan dalam aliran sitoplasma sel.
Kesimpulan
Walaupun pelbagai jenis sel, kesemuanya mempunyai struktur dan organisasi yang serupa. Struktur dan fungsi organel dicirikan oleh sifat yang sama, memastikan fungsi normal kedua-dua sel individu dan keseluruhan organisma.
Corak ini boleh dinyatakan seperti berikut.
Jadual "Organoid sel eukariotik"
Organoid |
Sel tumbuhan |
Sangkar haiwan |
Fungsi Utama |
| teras | ialah | ialah | simpanan DNA, transkripsi RNA dan sintesis protein |
| retikulum endoplasma | ialah | ialah | sintesis protein, lipid dan karbohidrat, pengumpulan ion kalsium, pembentukan kompleks Golgi |
| mitokondria | ialah | ialah | sintesis ATP, enzim dan protein sendiri |
| plastid | ialah | tidak | penyertaan dalam fotosintesis, pengumpulan kanji, lipid, protein, karotenoid |
| ribosom | ialah | ialah | mengumpul rantai polipeptida (sintesis protein) |
| mikrotubul dan mikrofilamen | ialah | ialah | membenarkan sel mengekalkan bentuk tertentu, merupakan sebahagian daripada pusat sel, silia dan flagela, menyediakan pergerakan organel |
| lisosom | ialah | ialah | pencernaan bahan di dalam sel, pemusnahan struktur yang tidak diperlukan, penyertaan dalam penyusunan semula sel, menyebabkan autolisis |
| vakuol pusat besar | ialah | tidak | menyediakan ketegangan dalam membran sel, mengumpul nutrien dan bahan buangan sel, phytoncides dan fitohormon, serta pigmen, ialah takungan air |
| kompleks Golgi | ialah | ialah | merembeskan dan mengumpul protein, lipid dan karbohidrat, mengubah suai nutrien yang masuk ke dalam sel,bertanggungjawab untuk pembentukan lisosom |
| pusat sel | ada, kecuali tumbuhan yang lebih tinggi | ialah | ialah pusat organisasi sitoskeleton, memastikan perbezaan seragam kromosom semasa pembahagian sel |
| myofibrils | tidak | ialah | pastikan pengecutan otot |
Jika kita membuat kesimpulan, kita boleh mengatakan bahawa terdapat perbezaan kecil antara haiwan dan sel tumbuhan. Pada masa yang sama, ciri fungsi dan struktur organel (jadual di atas mengesahkan ini) mempunyai prinsip umum organisasi. Sel berfungsi sebagai sistem yang harmoni dan integral. Pada masa yang sama, fungsi organel saling berkaitan dan bertujuan untuk operasi optimum dan penyelenggaraan aktiviti penting sel.
