Šūnu struktūra. Dzīvo organismu šūnas Un kura šūna

Visvērtīgākā, kas cilvēkam ir, ir viņa paša un viņa tuvinieku dzīvība. Visvērtīgākā lieta uz Zemes ir dzīvība kopumā. Un dzīvības pamatā, visu dzīvo organismu pamatā ir šūnas. Var teikt, ka dzīvībai uz Zemes ir šūnu struktūra. Tāpēc ir tik svarīgi zināt kā šūnas ir strukturētas. Šūnu struktūru pēta citoloģija – zinātne par šūnām. Bet ideja par šūnām ir nepieciešama visām bioloģiskajām disciplīnām.

Kas ir šūna?

Jēdziena definīcija

Šūna ir visu dzīvo būtņu strukturāla, funkcionāla un ģenētiska vienība, kas satur iedzimtu informāciju, kas sastāv no membrānas membrānas, citoplazmas un organellām, kas spēj uzturēt, apmainīties, vairoties un attīstīties. © Sazonov V.F., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015..

Šī šūnas definīcija, lai arī īsa, ir diezgan pilnīga. Tas atspoguļo 3 šūnas universāluma puses: 1) strukturālo, t.i. kā struktūrvienība, 2) funkcionāla, t.i. kā darbības vienība, 3) ģenētiskā, t.i. kā iedzimtības un paaudžu maiņas vienība. Svarīga šūnas īpašība ir iedzimtas informācijas klātbūtne tajā nukleīnskābes - DNS formā. Definīcija atspoguļo arī vissvarīgāko šūnas struktūras iezīmi: ārējās membrānas (plazmolemmas) klātbūtni, kas atdala šūnu un tās vidi. UN, visbeidzot 4 svarīgākās dzīvības pazīmes: 1) homeostāzes uzturēšana, t.i. iekšējās vides noturība tās pastāvīgas atjaunošanas apstākļos, 2) apmaiņa ar ārējo vidi matērija, enerģija un informācija, 3) spēja vairoties, t.i. uz pašvairošanos, vairošanos, 4) spēju attīstīties, t.i. augšanai, diferenciācijai un morfoģenēzei.

Īsāka, bet nepilnīga definīcija: Šūna ir elementāra (mazākā un vienkāršākā) dzīves vienība.

Pilnīgāka šūnas definīcija:

Šūna ir sakārtota, strukturēta biopolimēru sistēma, ko ierobežo aktīva membrāna, veidojot citoplazmu, kodolu un organellus. Šī biopolimēru sistēma piedalās vienotā vielmaiņas, enerģijas un informācijas procesu komplektā, kas uztur un reproducē visu sistēmu kopumā.

Tekstils ir šūnu kopums, kas pēc struktūras, funkcijas un izcelsmes ir līdzīgas un kopīgi veic kopīgas funkcijas. Cilvēkiem četrās galvenajās audu grupās (epitēlija, saistaudu, muskuļu un nervu) ir aptuveni 200 dažādu veidu specializētās šūnas [Faler D.M., Shields D. Molecular biology of the cell: A Guide for doctors. / Per. no angļu valodas - M.: BINOM-Press, 2004. - 272 lpp.].

Savukārt audi veido orgānus, bet orgāni – orgānu sistēmas.

Dzīvs organisms sākas no šūnas. Ārpus šūnas dzīvības nav, ārpus šūnas iespējama tikai dzīvības molekulu īslaicīga eksistence, piemēram, vīrusu veidā. Bet aktīvai eksistencei un vairošanai pat vīrusiem ir vajadzīgas šūnas, pat ja tās ir svešas.

Šūnu struktūra

Zemāk esošajā attēlā parādītas 6 bioloģisko objektu struktūras diagrammas. Analizējiet, kuras no tām var uzskatīt par šūnām un kuras nevar, izmantojot divas jēdziena “šūna” definīcijas iespējas. Norādiet savu atbildi tabulas veidā:

Šūnu struktūra elektronu mikroskopā

Membrāna

Šūnas svarīgākā universālā struktūra ir šūnu membrāna (sinonīms: plasmalemma), pārklāj šūnu plānas plēves veidā. Membrāna regulē attiecības starp šūnu un tās vidi, proti: 1) tā daļēji atdala šūnas saturu no ārējās vides, 2) savieno šūnas saturu ar ārējo vidi.

Kodols

Otra svarīgākā un universālākā šūnu struktūra ir kodols. Tas nav visās šūnās, atšķirībā no šūnu membrānas, tāpēc mēs to ieliekam otrajā vietā. Kodols satur hromosomas, kas satur dubultās DNS virknes (dezoksiribonukleīnskābe). DNS sekcijas ir veidnes ziņojuma RNS konstruēšanai, kas savukārt kalpo kā veidnes visu šūnu proteīnu konstruēšanai citoplazmā. Tādējādi kodols satur it kā visu šūnas proteīnu struktūras "projektus".

Citoplazma

Šī ir pusšķidra šūnas iekšējā vide, kas sadalīta nodalījumos ar intracelulārām membrānām. Tam parasti ir citoskelets, lai saglabātu noteiktu formu, un tas ir pastāvīgā kustībā. Citoplazma satur organellus un ieslēgumus.

Trešajā vietā mēs varam likt visas pārējās šūnu struktūras, kurām var būt sava membrāna un kuras sauc par organellām.

Organelli ir pastāvīgas, obligāti esošas šūnu struktūras, kas veic noteiktas funkcijas un kurām ir noteikta struktūra. Pamatojoties uz to struktūru, organellus var iedalīt divās grupās: membrānu organoīdi, kas obligāti ietver membrānas, un nemembrānas organellas. Savukārt membrānas organoīdi var būt vienmembrānas - ja tās veido viena membrāna un dubultmembrānas - ja organellu apvalks ir dubults un sastāv no divām membrānām.

Ieslēgumi

Ieslēgumi ir nepastāvīgas šūnas struktūras, kas tajā parādās un izzūd vielmaiņas procesā. Ir 4 veidu ieslēgumi: trofiskie (ar barības vielu piegādi), sekrēcijas (satur sekrēciju), ekskrēcijas (satur vielas, kas “izdalās”) un pigmentārie (satur pigmentus - krāsvielas).

Šūnu struktūras, ieskaitot organellus ( )

Ieslēgumi . Tie nav klasificēti kā organellas. Ieslēgumi ir nepastāvīgas šūnas struktūras, kas tajā parādās un izzūd vielmaiņas procesā. Ir 4 veidu ieslēgumi: trofiskie (ar barības vielu piegādi), sekrēcijas (satur sekrēciju), ekskrēcijas (satur vielas, kas “izdalās”) un pigmentārie (satur pigmentus - krāsvielas).

1. (plazmolemma).
2. Kodols ar kodolu .
3. Endoplazmatiskais tīkls : raupja (granulēta) un gluda (agranulāra).
4. Golgi komplekss (aparāts) .
5. Mitohondriji .
6. Ribosomas .
7. Lizosomas . Lizosomas (no gr. lysis - "sadalīšanās, šķīdināšana, sadalīšanās" un soma - "ķermenis") ir pūslīši ar diametru 200-400 mikroni.
8. Peroksisomas . Peroksisomas ir mikroķermeņi (vezikulas) ar diametru 0,1-1,5 µm, ko ieskauj membrāna.
9. Proteasomas . Proteasomas ir īpašas organellas olbaltumvielu sadalīšanai.
10. Fagosomas .
11. Mikrofilamenti . Katrs mikrofilaments ir lodveida aktīna proteīna molekulu dubultspirāle. Tāpēc aktīna saturs pat šūnās, kas nav muskuļu šūnas, sasniedz 10% no visiem proteīniem.
12. Starpposma pavedieni . Tie ir citoskeleta sastāvdaļa. Tie ir biezāki par mikrofilamentiem, un tiem ir specifisks audu raksturs:
13. Mikrotubulas . Mikrotubulas šūnā veido blīvu tīklu. Mikrotubulu siena sastāv no viena proteīna tubulīna lodveida apakšvienību slāņa. Šķērsgriezumā redzams, ka 13 no šīm apakšvienībām veido gredzenu.
14. Šūnu centrs .
15. Plastīdi .
16. Vakuoli . Vakuoli ir vienas membrānas organellas. Tie ir membrānas "konteineri", burbuļi, kas piepildīti ar organisko un neorganisko vielu ūdens šķīdumiem.
17. Cilia un flagellas (īpašas organellas) . Tie sastāv no 2 daļām: bazālā ķermeņa, kas atrodas citoplazmā, un aksonēma - izauguma virs šūnas virsmas, kas no ārpuses ir pārklāta ar membrānu. Nodrošiniet šūnu kustību vai vides kustību virs šūnas.

(kodolenerģija). Prokariotu šūnas pēc struktūras ir vienkāršākas; acīmredzot tās radās agrāk evolūcijas procesā. Eikariotu šūnas ir sarežģītākas un radās vēlāk. Šūnas, kas veido cilvēka ķermeni, ir eikariotiskas.

Neskatoties uz formu daudzveidību, visu dzīvo organismu šūnu organizācija ir pakļauta kopīgiem strukturāliem principiem.

Prokariotu šūna

Eikariotu šūna

Eikariotu šūnas uzbūve

Dzīvnieka šūnas virsmas komplekss

Ietver glikokalikss, plazmas membrānas un citoplazmas kortikālais slānis, kas atrodas zem tā. Plazmas membrānu sauc arī par plazmlemmu, šūnas ārējo membrānu. Šī ir bioloģiskā membrāna, kuras biezums ir aptuveni 10 nanometri. Nodrošina galvenokārt norobežojošu funkciju attiecībā pret vidi ārpus šūnas. Turklāt tas veic transporta funkciju. Šūna netērē enerģiju, lai saglabātu savas membrānas integritāti: molekulas tiek turētas kopā saskaņā ar to pašu principu, pēc kura tiek turētas kopā tauku molekulas - termodinamiski izdevīgāk ir, ja molekulu hidrofobās daļas atrodas tiešā tuvumā. viens otram. Glikokalikss ir oligosaharīdu, polisaharīdu, glikoproteīnu un glikolipīdu molekulas, kas “noenkurotas” plazmas lemmā. Glikokalikss veic receptoru un marķieru funkcijas. Dzīvnieku šūnu plazmas membrāna galvenokārt sastāv no fosfolipīdiem un lipoproteīniem, kas mijas ar olbaltumvielu molekulām, jo ​​īpaši virsmas antigēniem un receptoriem. Citoplazmas kortikālajā (blakus plazmas membrānai) slānī atrodas specifiski citoskeleta elementi - noteiktā veidā sakārtoti aktīna mikrofilamenti. Galvenā un svarīgākā kortikālā slāņa (garozas) funkcija ir pseidopodijas reakcijas: pseidopodijas izgrūšana, piestiprināšana un kontrakcija. Šajā gadījumā mikrofilamenti tiek pārkārtoti, pagarināti vai saīsināti. Šūnas forma (piemēram, mikrovillu klātbūtne) ir atkarīga arī no kortikālā slāņa citoskeleta struktūras.

Citoplazmas struktūra

Citoplazmas šķidro komponentu sauc arī par citosolu. Gaismas mikroskopā šķita, ka šūna bija piepildīta ar kaut ko līdzīgu šķidrai plazmai vai solam, kurā “peldēja” kodols un citas organellas. Patiesībā tā nav taisnība. Eikariotu šūnas iekšējā telpa ir stingri sakārtota. Organellu kustība tiek koordinēta ar specializētu transporta sistēmu, tā saukto mikrotubulu palīdzību, kas kalpo kā intracelulāri “ceļi”, un īpašu proteīnu dinīnu un kinezīnu palīdzību, kas pilda “motoru” lomu. Atsevišķas olbaltumvielu molekulas arī brīvi neizkliedējas visā intracelulārajā telpā, bet tiek novirzītas uz nepieciešamajiem nodalījumiem, izmantojot īpašus signālus uz to virsmas, ko atpazīst šūnas transporta sistēmas.

Endoplazmatiskais tīkls

Eikariotu šūnā ir membrānas nodalījumu (cauruļu un cisternu) sistēma, kas nonāk viena otrā, ko sauc par endoplazmas tīklu (vai endoplazmas retikulu, ER vai EPS). To ER daļu, pie kuras membrānām ir pievienotas ribosomas, sauc par granulēts(vai raupja) endoplazmatiskais tīkls, uz tā membrānām notiek proteīnu sintēze. Tos nodalījumus, kuru sienās nav ribosomu, klasificē kā gluda(vai agranulārs) ER, kas piedalās lipīdu sintēzē. Gludās un granulētās ER iekšējās telpas nav izolētas, bet nonāk viena otrā un sazinās ar kodola apvalka lūmenu.

Golgi aparāts

Kodols

Citoskelets

Centrioles

Mitohondriji

Pro- un eikariotu šūnu salīdzinājums

Par vissvarīgāko atšķirību starp eikariotiem un prokariotiem jau sen tiek uzskatīta izveidotā kodola un membrānas organellu klātbūtne. Tomēr līdz 1970.-1980. kļuva skaidrs, ka tas bija tikai sekas dziļākām citoskeleta organizācijas atšķirībām. Kādu laiku tika uzskatīts, ka citoskelets ir raksturīgs tikai eikariotiem, bet 90. gadu vidū. baktērijās ir atklātas arī olbaltumvielas, kas ir homologas eikariotu citoskeleta galvenajām olbaltumvielām.

Tas ir īpaši strukturēta citoskeleta klātbūtne, kas ļauj eikariotiem izveidot mobilo iekšējo membrānu organellu sistēmu. Turklāt citoskelets ļauj notikt endo- un eksocitozei (tiek pieņemts, ka, pateicoties endocitozei, eikariotu šūnās parādījās intracelulāri simbionti, tostarp mitohondriji un plastidi). Vēl viena svarīga eikariotu citoskeleta funkcija ir nodrošināt eikariotu šūnas kodola (mitozes un mejozes) un ķermeņa (citotomijas) sadalīšanu (prokariotu šūnu dalīšanās tiek organizēta vienkāršāk). Citoskeleta struktūras atšķirības izskaidro arī citas atšķirības starp pro- un eikariotiem - piemēram, prokariotu šūnu formu noturību un vienkāršību un ievērojamo formu daudzveidību un spēju to mainīt eikariotu šūnās, kā arī salīdzinoši liela izmēra pēdējā. Tādējādi prokariotu šūnu izmēri ir vidēji 0,5-5 mikroni, eikariotu šūnu izmēri ir vidēji no 10 līdz 50 mikroniem. Turklāt tikai starp eikariotiem ir patiesi milzu šūnas, piemēram, masīvās haizivju vai strausu olas (putna olā viss dzeltenums ir viena milzīga ola), lielo zīdītāju neironi, kuru procesus stiprina citoskelets. , var sasniegt desmitiem centimetru garumu.

Anaplazija

Šūnu struktūras iznīcināšanu (piemēram, ļaundabīgos audzējos) sauc par anaplaziju.

Šūnu atklāšanas vēsture

Pirmais, kurš ieraudzīja šūnas, bija angļu zinātnieks Roberts Huks (mums zināms, pateicoties Huka likumam). Gadā, mēģinot saprast, kāpēc korķa koks tik labi peld, Huks sāka pētīt plānas korķa daļas, izmantojot mikroskopu, kuru viņš bija uzlabojis. Viņš atklāja, ka korķis ir sadalīts daudzās sīkās šūnās, kas viņam atgādināja klostera šūnas, un nosauca šīs šūnas par šūnām (angļu valodā cell nozīmē “šūna, šūna, būris”). Tajā pašā gadā nīderlandiešu meistars Antons van Lēvenhuks (-) pirmo reizi izmantoja mikroskopu, lai ūdens pilē ieraudzītu “dzīvniekus” – kustīgus dzīvos organismus. Tādējādi līdz 18. gadsimta sākumam zinātnieki zināja, ka augiem ar lielu palielinājumu ir šūnu struktūra, un viņi ieraudzīja dažus organismus, kurus vēlāk sauca par vienšūnas. Taču šūnu teorija par organismu uzbūvi izveidojās tikai 19. gadsimta vidū, pēc tam, kad parādījās jaudīgāki mikroskopi un tika izstrādātas metodes šūnu fiksēšanai un krāsošanai. Viens no tās dibinātājiem bija Rūdolfs Virčovs, taču viņa idejas ietvēra vairākas kļūdas: piemēram, viņš uzskatīja, ka šūnas ir vāji savienotas viena ar otru un katra pastāvēja “pati par sevi”. Tikai vēlāk izdevās pierādīt šūnu sistēmas integritāti.

Skatīt arī

• Baktēriju, augu un dzīvnieku šūnu struktūras salīdzinājums

Saites

• Molecular Biology Of The Cell, 4. izdevums, 2002 - mācību grāmata par molekulāro bioloģiju angļu valodā
• Citoloģija un ģenētika (0564-3783) publicē rakstus krievu, ukraiņu un angļu valodā pēc autora izvēles, tulkotus angļu valodā (0095-4527)

Wikimedia fonds. 2010. gads.

Skatiet, kas ir “šūna (bioloģija)” citās vārdnīcās:

BIOLOĢIJA- BIOLOĢIJA. Saturs: I. Bioloģijas vēsture............. 424 Vitalisms un mahinisms. Empīrisko zinātņu rašanās 16. un 18. gadsimtā. Evolūcijas teorijas rašanās un attīstība. Fizioloģijas attīstība 19. gs. Šūnu zinātnes attīstība. 19. gadsimta rezultāti... Lielā medicīnas enciklopēdija

- (cellula, cytus), visu dzīvo organismu strukturālā un funkcionālā pamatvienība, elementāra dzīvā sistēma. Var pastāvēt kā nodaļa. organismā (baktērijas, vienšūņi, noteiktas aļģes un sēnes) vai daudzšūnu dzīvnieku audos,... ... Bioloģiskā enciklopēdiskā vārdnīca

Aerobo sporas veidojošo baktēriju šūnas ir nūjiņas formas un, salīdzinot ar sporas neveidojošajām baktērijām, parasti ir lielākas. Sporas nesošo baktēriju veģetatīvām formām ir vājāka aktīvā kustība, lai gan tās... ... Bioloģiskā enciklopēdija

Šim terminam ir citas nozīmes, skatiet Šūna (nozīmes). Cilvēka asins šūnas (HBC) ... Wikipedia

Citoloģija (grieķu κύτος burbulveida veidošanās un λόγος vārds, zinātne) ir bioloģijas nozare, kas pēta dzīvās šūnas, to organellus, to struktūru, darbību, šūnu vairošanās procesus, novecošanos un nāvi. Tiek lietoti arī termini mobilais... Wikipedia

Dzīvības attīstības rītausmā uz Zemes visas šūnu formas pārstāvēja baktērijas. Viņi caur ķermeņa virsmu absorbēja pirmatnējā okeānā izšķīdušās organiskās vielas.

Laika gaitā dažas baktērijas ir pielāgojušās organisko vielu ražošanai no neorganiskām. Lai to izdarītu, viņi izmantoja saules gaismas enerģiju. Radās pirmā ekoloģiskā sistēma, kurā šie organismi bija ražotāji. Rezultātā Zemes atmosfērā parādījās šo organismu izdalītais skābeklis. Ar tās palīdzību jūs varat iegūt daudz vairāk enerģijas no viena un tā paša ēdiena un izmantot papildu enerģiju, lai sarežģītu ķermeņa uzbūvi: sadalot ķermeni daļās.

Viens no svarīgākajiem dzīves sasniegumiem ir kodola un citoplazmas atdalīšana. Kodols satur iedzimtu informāciju. Īpaša membrāna ap serdi ļāva aizsargāt pret nejaušiem bojājumiem. Ja nepieciešams, citoplazma saņem komandas no kodola, kas vada šūnas dzīvi un attīstību.

Organismi, kuru kodols ir atdalīts no citoplazmas, ir izveidojuši kodolu lielvalsti (tostarp augi, sēnes un dzīvnieki).

Tādējādi šūna - augu un dzīvnieku organizācijas pamats - radās un attīstījās bioloģiskās evolūcijas gaitā.

Pat ar neapbruņotu aci vai vēl labāk zem palielināmā stikla var redzēt, ka nobrieduša arbūza mīkstums sastāv no ļoti maziem graudiņiem jeb graudiņiem. Tās ir šūnas - mazākie “celtniecības bloki”, kas veido visu dzīvo organismu, tostarp augu, ķermeņus.

Auga dzīvi veic tā šūnu apvienotā darbība, veidojot vienotu veselumu. Ar daudzšūnu augu daļām notiek to funkciju fizioloģiska diferenciācija, dažādu šūnu specializācija atkarībā no to atrašanās vietas auga ķermenī.

Augu šūna atšķiras no dzīvnieku šūnas ar to, ka tai ir blīva membrāna, kas no visām pusēm pārklāj iekšējo saturu. Šūna nav plakana (kā to parasti attēlo), tā, visticamāk, izskatās kā ļoti mazs burbulis, kas piepildīts ar gļotādu saturu.

Augu šūnas uzbūve un funkcijas

Apskatīsim šūnu kā organisma strukturālu un funkcionālu vienību. Šūnas ārpuse ir pārklāta ar blīvu šūnu sienu, kurā ir plānākas daļas, ko sauc par porām. Zem tā ir ļoti plāna plēve - membrāna, kas pārklāj šūnas saturu - citoplazmu. Citoplazmā ir dobumi - vakuoli, kas piepildīti ar šūnu sulu. Šūnas centrā vai pie šūnas sienas atrodas blīvs ķermenis - kodols ar kodolu. Kodols ir atdalīts no citoplazmas ar kodola apvalku. Mazie ķermeņi, ko sauc par plastidiem, ir izplatīti visā citoplazmā.

Augu šūnas uzbūve

Augu šūnu organellu uzbūve un funkcijas

Organoīds	Zīmējums	Apraksts	Funkcija	Īpatnības
Šūnu siena vai plazmas membrāna		Bezkrāsains, caurspīdīgs un ļoti izturīgs	Izvada vielas šūnā un no tās.	Šūnu membrāna ir daļēji caurlaidīga
Citoplazma		Bieza viskoza viela	Visas pārējās šūnas daļas atrodas tajā	Atrodas pastāvīgā kustībā
Kodols (svarīga šūnas daļa)		Apaļš vai ovāls	Nodrošina iedzimto īpašību nodošanu meitas šūnām dalīšanās laikā	Šūnas centrālā daļa
		Sfēriska vai neregulāra forma	Piedalās olbaltumvielu sintēzē
		Rezervuārs, ko no citoplazmas atdala membrāna. Satur šūnu sulu	Uzkrās rezerves barības vielas un atkritumi, kas šūnai nav vajadzīgi.	Šūnai augot, mazi vakuoli saplūst vienā lielā (centrālajā) vakuolā
Plastīdi		Hloroplasti	Tie izmanto saules gaismas enerģiju un veido organisko no neorganiskām	Disku forma, ko no citoplazmas norobežo dubultā membrāna
		Hromoplasti	Veidojas karotinoīdu uzkrāšanās rezultātā	Dzeltens, oranžs vai brūns
		Leikoplasti	Bezkrāsaini plastidi
Kodolenerģijas apvalks		Sastāv no divām membrānām (ārējās un iekšējās) ar porām	Atdala kodolu no citoplazmas	Ļauj apmaiņu starp kodolu un citoplazmu

Šūnas dzīvā daļa ir ar membrānu saistīta, sakārtota, strukturēta biopolimēru un iekšējo membrānu struktūru sistēma, kas iesaistīta vielmaiņas un enerģijas procesu kopumā, kas uztur un reproducē visu sistēmu kopumā.

Svarīga iezīme ir tā, ka šūnai nav atvērtu membrānu ar brīviem galiem. Šūnu membrānas vienmēr ierobežo dobumus vai zonas, aizverot tās no visām pusēm.

Mūsdienu vispārināta augu šūnas diagramma

Plazmalemma(ārējā šūnu membrāna) ir 7,5 nm bieza ultramikroskopiska plēve, kas sastāv no olbaltumvielām, fosfolipīdiem un ūdens. Šī ir ļoti elastīga plēve, ko labi samitrina ūdens un ātri atjauno integritāti pēc bojājumiem. Tam ir universāla struktūra, t.i., raksturīga visām bioloģiskajām membrānām. Augu šūnās ārpus šūnas membrānas ir spēcīga šūnu siena, kas rada ārējo atbalstu un saglabā šūnas formu. Tas sastāv no šķiedras (celulozes), ūdenī nešķīstoša polisaharīda.

Plazmodesmata augu šūnas, ir submikroskopiski kanāliņi, kas iekļūst membrānās un ir pārklāti ar plazmas membrānu, kas tādējādi bez pārtraukuma pāriet no vienas šūnas uz otru. Ar to palīdzību notiek organiskās barības vielas saturošu šķīdumu starpšūnu cirkulācija. Viņi arī pārraida biopotenciālu un citu informāciju.

Porami sauc par atverēm sekundārajā membrānā, kur šūnas atdala tikai primārā membrāna un mediāna. Primārās membrānas un vidējās plāksnes apgabalus, kas atdala blakus esošo šūnu blakus esošās poras, sauc par poru membrānu vai poru noslēdzošo plēvi. Poru noslēdzošo plēvi caurdur plazmodesmāli kanāliņi, bet caurums porās parasti neveidojas. Poras atvieglo ūdens un izšķīdušo vielu transportēšanu no šūnas uz šūnu. Poras veidojas blakus esošo šūnu sieniņās, parasti viena pret otru.

Šūnu membrānu ir skaidri izteikts, salīdzinoši biezs polisaharīda apvalks. Augu šūnas apvalks ir citoplazmas aktivitātes produkts. Tās veidošanā aktīvi piedalās Golgi aparāts un endoplazmatiskais tīkls.

Šūnu membrānas uzbūve

Citoplazmas pamatā ir tās matrica jeb hialoplazma, sarežģīta bezkrāsaina, optiski caurspīdīga koloidāla sistēma, kas spēj veikt atgriezeniskas pārejas no sola uz gēlu. Hialoplazmas svarīgākā loma ir apvienot visas šūnu struktūras vienotā sistēmā un nodrošināt to savstarpējo mijiedarbību šūnu vielmaiņas procesos.

Hialoplazma(vai citoplazmas matrica) veido šūnas iekšējo vidi. Tas sastāv no ūdens un dažādiem biopolimēriem (olbaltumvielām, nukleīnskābēm, polisaharīdiem, lipīdiem), no kuriem galveno daļu veido dažādas ķīmiskās un funkcionālās specifikas olbaltumvielas. Hialoplazmā ir arī aminoskābes, monosaharīdi, nukleotīdi un citas zemas molekulmasas vielas.

Biopolimēri ar ūdeni veido koloidālu barotni, kas atkarībā no apstākļiem var būt blīva (gēla formā) vai šķidrāka (zola formā) gan visā citoplazmā, gan atsevišķās tās sekcijās. Hialoplazmā dažādi organelli un ieslēgumi ir lokalizēti un mijiedarbojas savā starpā un hialoplazmas vidi. Turklāt to atrašanās vieta visbiežāk ir raksturīga noteiktiem šūnu veidiem. Caur bilipīda membrānu hialoplazma mijiedarbojas ar ārpusšūnu vidi. Līdz ar to hialoplazma ir dinamiska vide, un tai ir svarīga loma atsevišķu organellu funkcionēšanā un šūnu dzīvē kopumā.

Citoplazmas veidojumi - organellas

Organellas (organellas) ir citoplazmas strukturālās sastāvdaļas. Tām ir noteikta forma un izmērs, un tās ir obligātas šūnas citoplazmas struktūras. Ja to nav vai tie ir bojāti, šūna parasti zaudē spēju turpināt pastāvēt. Daudzas no organellām spēj dalīties un pašatvairot. To izmēri ir tik mazi, ka tos var redzēt tikai ar elektronu mikroskopu.

Kodols

Kodols ir visievērojamākā un parasti lielākā šūnas organelle. Pirmo reizi to detalizēti izpētīja Roberts Brauns 1831. gadā. Kodols nodrošina svarīgākās šūnas vielmaiņas un ģenētiskās funkcijas. Tas ir diezgan mainīgs formas: tas var būt sfērisks, ovāls, daivu vai lēcas formas.

Kodolam ir nozīmīga loma šūnas dzīvē. Šūna, no kuras ir izņemts kodols, vairs neizdala membrānu un pārstāj augt un sintezēt vielas. Tajā pastiprinās sabrukšanas un iznīcināšanas produkti, kā rezultātā tas ātri iet bojā. Jauna kodola veidošanās no citoplazmas nenotiek. Jauni kodoli veidojas, tikai sadalot vai sasmalcinot veco.

Kodola iekšējais saturs ir kariolimfa (kodolsula), kas aizpilda telpu starp kodola struktūrām. Tas satur vienu vai vairākus nukleolus, kā arī ievērojamu skaitu DNS molekulu, kas saistītas ar specifiskiem proteīniem - histoniem.

Pamata struktūra

Nucleolus

Kodols, tāpat kā citoplazma, satur galvenokārt RNS un specifiskus proteīnus. Tās vissvarīgākā funkcija ir ribosomu veidošanās, kas šūnā veic olbaltumvielu sintēzi.

Golgi aparāts

Golgi aparāts ir organelle, kas ir universāli izplatīta visu veidu eikariotu šūnās. Tā ir daudzpakāpju plakano membrānu maisiņu sistēma, kas sabiezē gar perifēriju un veido vezikulārus procesus. Visbiežāk tas atrodas netālu no kodola.

Golgi aparāts

Golgi aparāts obligāti ietver mazu pūslīšu (vezikulu) sistēmu, kas ir atdalītas no sabiezinātām cisternām (diskiem) un atrodas gar šīs struktūras perifēriju. Šie pūslīši pilda intracelulāras transporta sistēmas lomu noteikta sektora granulām un var kalpot kā šūnu lizosomu avots.

Golgi aparāta funkcijas sastāv arī no intracelulāro sintēzes produktu, sabrukšanas produktu un toksisko vielu uzkrāšanās, atdalīšanas un izdalīšanas ārpus šūnas ar pūslīšu palīdzību. Šūnas sintētiskās aktivitātes produkti, kā arī dažādas vielas, kas šūnā nonāk no vides pa endoplazmatiskā tīkla kanāliem, tiek transportētas uz Golgi aparātu, uzkrājas šajā organellā un pēc tam pilienu vai graudu veidā nonāk citoplazmā. un tos izmanto pati šūna vai izvada ārpusē. Augu šūnās Golgi aparāts satur enzīmus polisaharīdu sintēzei un pašu polisaharīdu materiālu, ko izmanto šūnas sieniņas veidošanai. Tiek uzskatīts, ka tas ir iesaistīts vakuolu veidošanā. Golgi aparāts tika nosaukts itāļu zinātnieka Kamillo Golgi vārdā, kurš pirmo reizi to atklāja 1897. gadā.

Lizosomas

Lizosomas ir mazi pūslīši, ko ierobežo membrāna, kuru galvenā funkcija ir veikt intracelulāro gremošanu. Lizosomu aparāta izmantošana notiek augu sēklu dīgšanas laikā (rezerves barības vielu hidrolīze).

Lizosomas struktūra

Mikrotubulas

Mikrotubulas ir membrānas, supramolekulāras struktūras, kas sastāv no proteīna lodītēm, kas sakārtotas spirālveida vai taisnās rindās. Mikrotubulas veic pārsvarā mehānisko (motorisko) funkciju, nodrošinot šūnu organellu mobilitāti un kontraktilitāti. Atrodas citoplazmā, tie piešķir šūnai noteiktu formu un nodrošina organellu telpiskā izvietojuma stabilitāti. Mikrocaurules atvieglo organellu pārvietošanos uz vietām, kuras nosaka šūnas fizioloģiskās vajadzības. Ievērojams skaits šo struktūru atrodas plazmalemmā, netālu no šūnu membrānas, kur tās piedalās augu šūnu sieniņu celulozes mikrofibrilu veidošanā un orientēšanā.

Mikrotubulu struktūra

Vacuole

Vakuola ir vissvarīgākā augu šūnu sastāvdaļa. Tas ir sava veida dobums (rezervuārs) citoplazmas masā, kas piepildīts ar minerālsāļu, aminoskābju, organisko skābju, pigmentu, ogļhidrātu ūdens šķīdumu un no citoplazmas atdalīts ar vakuolāru membrānu - tonoplastu.

Citoplazma aizpilda visu iekšējo dobumu tikai jaunākajās augu šūnās. Šūnai augot, sākotnēji nepārtrauktās citoplazmas masas telpiskais izvietojums būtiski mainās: parādās mazi vakuoli, kas pildīti ar šūnu sulu, un visa masa kļūst poraina. Turpinot šūnu augšanu, atsevišķi vakuoli saplūst, izspiežot citoplazmas slāņus uz perifēriju, kā rezultātā izveidotajā šūnā parasti ir viena liela vakuole, un citoplazma ar visām organellām atrodas pie membrānas.

Ūdenī šķīstošie vakuolu organiskie un minerālie savienojumi nosaka atbilstošās dzīvo šūnu osmotiskās īpašības. Šis noteiktas koncentrācijas šķīdums ir sava veida osmotiskais sūknis kontrolētai iekļūšanai šūnā un ūdens, jonu un metabolītu molekulu atbrīvošanai no tās.

Kombinācijā ar citoplazmas slāni un tā membrānām, kam raksturīgas puscaurlaidības īpašības, vakuola veido efektīvu osmotisko sistēmu. Osmotiski noteikti ir tādi dzīvo augu šūnu rādītāji kā osmotiskais potenciāls, sūkšanas spēks un turgora spiediens.

Vakuola struktūra

Plastīdi

Plastīdi ir lielākās (pēc kodola) citoplazmas organellas, kas raksturīgas tikai augu organismu šūnām. Tie nav sastopami tikai sēnēs. Plastīdiem ir svarīga loma vielmaiņā. Tos no citoplazmas atdala dubultā membrānas apvalks, un dažiem veidiem ir labi attīstīta un sakārtota iekšējo membrānu sistēma. Visi plastidi ir vienas izcelsmes.

Hloroplasti- visizplatītākie un funkcionāli svarīgākie fotoautotrofo organismu plastidi, kas veic fotosintēzes procesus, galu galā izraisot organisko vielu veidošanos un brīvā skābekļa izdalīšanos. Augstāko augu hloroplastiem ir sarežģīta iekšējā struktūra.

Hloroplasta struktūra

Hloroplastu izmēri dažādos augos nav vienādi, bet vidēji to diametrs ir 4-6 mikroni. Hloroplasti spēj pārvietoties citoplazmas kustības ietekmē. Turklāt apgaismojuma ietekmē tiek novērota aktīva amēboīda tipa hloroplastu kustība gaismas avota virzienā.

Hlorofils ir hloroplastu galvenā viela. Pateicoties hlorofilam, zaļie augi spēj izmantot gaismas enerģiju.

Leikoplasti(bezkrāsaini plastidi) ir skaidri definēti citoplazmas ķermeņi. To izmēri ir nedaudz mazāki nekā hloroplastu izmēri. Arī to forma ir viendabīgāka, tuvojoties sfēriskai.

Leikoplasta struktūra

Atrodas epidermas šūnās, bumbuļos un sakneņos. Apgaismojot, tie ļoti ātri pārvēršas hloroplastos ar atbilstošām iekšējās struktūras izmaiņām. Leikoplasti satur fermentus, ar kuru palīdzību no fotosintēzes laikā izveidojušās liekās glikozes tiek sintezēta ciete, kuras lielākā daļa cietes graudu veidā nogulsnējas uzglabāšanas audos vai orgānos (bumbuļos, sakneņos, sēklās). Dažos augos tauki tiek nogulsnēti leikoplastos. Leikoplastu rezerves funkcija dažkārt izpaužas rezerves proteīnu veidošanā kristālu vai amorfu ieslēgumu veidā.

Hromoplasti vairumā gadījumu tie ir hloroplastu atvasinājumi, reizēm - leikoplasti.

Hromoplastu struktūra

Mežrozīšu gurnu, paprikas un tomātu nogatavošanos pavada celulozes šūnu hloro vai leikoplastu pārvēršanās karatinoīdu plastos. Pēdējie satur pārsvarā dzeltenos plastīdu pigmentus – karotinoīdus, kas, nogatavojušies, tajos intensīvi sintezējas, veidojot krāsainus lipīdu pilienus, cietas lodītes vai kristālus. Šajā gadījumā hlorofils tiek iznīcināts.

Mitohondriji

Mitohondriji ir organellas, kas raksturīgas lielākajai daļai augu šūnu. Tiem ir mainīga nūju, graudu un diegu forma. 1894. gadā atklāja R. Altmans, izmantojot gaismas mikroskopu, un iekšējā struktūra tika pētīta vēlāk, izmantojot elektronu mikroskopu.

Mitohondriju struktūra

Mitohondrijiem ir dubultmembrānas struktūra. Ārējā membrāna ir gluda, iekšējā veido dažādu formu izaugumus - caurules augu šūnās. Telpa mitohondriju iekšpusē ir piepildīta ar pusšķidru saturu (matricu), kurā ietilpst fermenti, olbaltumvielas, lipīdi, kalcija un magnija sāļi, vitamīni, kā arī RNS, DNS un ribosomas. Mitohondriju fermentatīvais komplekss paātrina sarežģīto un savstarpēji saistīto bioķīmisko reakciju mehānismu, kā rezultātā veidojas ATP. Šajās organellās šūnas tiek nodrošinātas ar enerģiju - barības vielu ķīmisko saišu enerģija šūnu elpošanas procesā tiek pārveidota par augstas enerģijas ATP saitēm. Tieši mitohondrijās notiek ogļhidrātu, taukskābju un aminoskābju fermentatīvā sadalīšanās, atbrīvojot enerģiju un pēc tam pārvēršoties ATP enerģijā. Uzkrātā enerģija tiek tērēta augšanas procesiem, jaunām sintēzēm utt. Mitohondriji vairojas daloties un dzīvo apmēram 10 dienas, pēc tam tiek iznīcināti.

Endoplazmatiskais tīkls

Endoplazmatiskais tīkls ir kanālu, cauruļu, pūslīšu un cisternu tīkls, kas atrodas citoplazmas iekšpusē. 1945. gadā atklāja angļu zinātnieks K. Porters, tā ir membrānu sistēma ar ultramikroskopisku struktūru.

Endoplazmatiskā retikuluma uzbūve

Viss tīkls ir apvienots vienā veselumā ar kodola apvalka ārējo šūnu membrānu. Ir gludas un raupjas ER, kas nes ribosomas. Uz gludās ER membrānām ir fermentu sistēmas, kas iesaistītas tauku un ogļhidrātu metabolismā. Šāda veida membrāna dominē sēklu šūnās, kas ir bagātas ar uzglabāšanas vielām (olbaltumvielām, ogļhidrātiem, eļļām), ribosomas tiek pievienotas granulētajai EPS membrānai, un proteīna molekulas sintēzes laikā polipeptīdu ķēde ar ribosomām tiek iegremdēta EPS kanālā. Endoplazmatiskā tīkla funkcijas ir ļoti dažādas: vielu transportēšana gan šūnas iekšienē, gan starp blakus esošajām šūnām; šūnas sadalīšana atsevišķās sekcijās, kurās vienlaikus notiek dažādi fizioloģiski procesi un ķīmiskas reakcijas.

Ribosomas

Ribosomas ir šūnu organellas, kas nav membrānas. Katra ribosoma sastāv no divām daļiņām, kas nav identiska izmēra un ir sadalāmas divos fragmentos, kas pēc apvienošanās veselā ribosomā turpina saglabāt spēju sintezēt proteīnu.

Ribosomu struktūra

Ribosomas tiek sintezētas kodolā, pēc tam to atstāj, virzoties citoplazmā, kur tās ir piestiprinātas pie endoplazmatiskā tīkla membrānu ārējās virsmas vai atrodas brīvi. Atkarībā no sintezējamā proteīna veida ribosomas var darboties atsevišķi vai apvienoties kompleksos – poliribosomās.

Visas dzīvās būtnes sastāv no šūnām – maziem, membrānām noslēgtiem dobumiem, kas piepildīti ar koncentrētu ķīmisko vielu ūdens šķīdumu. Šūna- visu dzīvo organismu (izņemot vīrusus, kurus bieži dēvē par ne-šūnu dzīvības formām) struktūras un dzīvībai svarīgās aktivitātes elementāra vienība, kurai ir savs metabolisms, kas spēj patstāvīgi pastāvēt, pašatvairot un attīstīties. Visi dzīvie organismi, tāpat kā daudzšūnu dzīvnieki, augi un sēnes, sastāv no daudzām šūnām vai, tāpat kā daudzi vienšūņi un baktērijas, ir vienšūnas organismi. Bioloģijas nozari, kas pēta šūnu struktūru un darbību, sauc par citoloģiju. Tiek uzskatīts, ka visi organismi un visas to sastāvā esošās šūnas attīstījās no kopīgas pirms-DNS šūnas.

Aptuvenā šūnas vēsture

Sākotnēji dažādu dabas faktoru (siltums, ultravioletais starojums, elektriskās izlādes) ietekmē parādījās pirmie organiskie savienojumi, kas kalpoja kā materiāls dzīvo šūnu uzbūvei.

Galvenais brīdis dzīvības attīstības vēsturē acīmredzot bija pirmo replikatoru molekulu parādīšanās. Replikators ir sava veida molekula, kas ir savu kopiju vai matricu sintēzes katalizators, kas ir primitīvs reprodukcijas analogs dzīvnieku pasaulē. No pašlaik visizplatītākajām molekulām replikatori ir DNS un RNS. Piemēram, glāzē ievietota DNS molekula ar nepieciešamajiem komponentiem spontāni sāk veidot savas kopijas (lai gan daudz lēnāk nekā šūnā īpašu enzīmu ietekmē).

Replikatora molekulu parādīšanās uzsāka ķīmiskās (pirmsbioloģiskās) evolūcijas mehānismu. Pirmie evolūcijas subjekti, visticamāk, bija primitīvas RNS molekulas, kas sastāvēja tikai no dažiem nukleotīdiem. Šo posmu raksturo (kaut arī ļoti primitīvā formā) visas galvenās bioloģiskās evolūcijas pazīmes: vairošanās, mutācijas, nāve, cīņa par izdzīvošanu un dabiskā atlase.

Ķīmisko evolūciju veicināja fakts, ka RNS ir universāla molekula. Papildus tam, ka tas ir replikators (t.i., iedzimtas informācijas nesējs), tas var veikt enzīmu funkcijas (piemēram, fermentus, kas paātrina replikāciju vai fermentus, kas noārda konkurējošās molekulas).

Kādā evolūcijas posmā radās RNS enzīmi, kas katalizē lipīdu molekulu (t.i., tauku) sintēzi. Lipīdu molekulām ir viena ievērojama īpašība: tās ir polāras un tām ir lineāra struktūra, un viena molekulas gala biezums ir lielāks nekā otram. Tāpēc suspensijā esošās lipīdu molekulas spontāni apvienojas čaumalās, kas pēc formas ir tuvu sfēriskām. Tātad RNS, kas sintezē lipīdus, varēja ieskauj sevi ar lipīdu apvalku, kas ievērojami uzlaboja RNS izturību pret ārējiem faktoriem.

Pakāpeniska RNS garuma palielināšanās izraisīja daudzfunkcionālu RNS parādīšanos, kuru atsevišķi fragmenti pildīja dažādas funkcijas.

Pirmā šūnu dalīšanās acīmredzot notika ārējo faktoru ietekmē. Lipīdu sintēze šūnā izraisīja tās lieluma palielināšanos un stiprības zudumu, tā ka lielā amorfā membrāna mehāniskās slodzes ietekmē tika sadalīta daļās. Pēc tam parādījās ferments, kas regulēja šo procesu.

Visas šūnu dzīvības formas uz Zemes var iedalīt divās superkaraļvalstīs, pamatojoties uz to veidojošo šūnu struktūru - prokariotiem (pirmskodolu) un eikariotiem (kodols). Prokariotu šūnas pēc struktūras ir vienkāršākas; acīmredzot tās radās agrāk evolūcijas procesā. Eikariotu šūnas ir sarežģītākas un radās vēlāk. Šūnas, kas veido cilvēka ķermeni, ir eikariotiskas. Neskatoties uz formu daudzveidību, visu dzīvo organismu šūnu organizācija ir pakļauta kopīgiem strukturāliem principiem.

Šūnas dzīvo saturu – protoplastu – no apkārtējās vides atdala plazmas membrāna jeb plazmlemma. Šūnas iekšpuse ir piepildīta ar citoplazmu, kurā atrodas dažādas organellas un šūnu ieslēgumi, kā arī ģenētiskais materiāls DNS molekulas formā. Katra no šūnu organellām pilda savu īpašo funkciju, un tās visas kopā nosaka šūnas vitālo aktivitāti kopumā.

Prokariotu šūna

Prokarioti(no latīņu pro - pirms, pirms un grieķu κάρῠον - kodols, rieksts) - organismi, kuriem atšķirībā no eikariotiem nav izveidots šūnas kodols un citas iekšējās membrānas organoīdi (izņemot plakanas tvertnes fotosintēzes sugās, piemēram, cianobaktērijas). Vienīgā lielā apļveida (dažām sugām - lineārā) divpavedienu DNS molekula, kas satur lielāko daļu šūnas ģenētiskā materiāla (tā saukto nukleoīdu), neveido kompleksu ar histona proteīniem (tā saukto hromatīnu). ). Prokariotos ietilpst baktērijas, tostarp zilaļģes (zilaļģes) un arhejas. Prokariotu šūnu pēcnācēji ir eikariotu šūnu organellas - mitohondriji un plastidi.

Prokariotu šūnām ir citoplazmas membrāna, tāpat kā eikariotu šūnām. Baktērijām ir divslāņu membrāna (lipīdu divslānis), savukārt arhejām bieži vien ir viena slāņa membrāna. Arheālo membrānu veido vielas, kas atšķiras no tām, kas veido baktēriju membrānu. Šūnu virsma var būt pārklāta ar kapsulu, apvalku vai gļotām. Viņiem var būt flagellas un bārkstiņas.

1. att. Tipiskas prokariotu šūnas struktūra

Prokariotiem nav šūnu kodola, piemēram, eikariotiem. DNS atrodas šūnā, sakārtoti salocīta un atbalstīta ar olbaltumvielām. Šo DNS-olbaltumvielu kompleksu sauc par nukleoīdu. Eubaktērijās proteīni, kas atbalsta DNS, atšķiras no histoniem, kas veido nukleosomas (eikariotos). Bet arkbaktērijām ir histoni, un tādā veidā tās ir līdzīgas eikariotiem. Enerģijas procesi prokariotos notiek citoplazmā un uz īpašām struktūrām - mezosomām (šūnu membrānas izaugumiem, kas ir savīti spirālē, lai palielinātu virsmas laukumu, uz kura notiek ATP sintēze). Šūnas iekšpusē var būt gāzes burbuļi, rezerves vielas polifosfāta granulu, ogļhidrātu granulu un tauku pilienu veidā. Var būt sēra ieslēgumi (veidojas, piemēram, bezskābekļa fotosintēzes rezultātā). Fotosintētiskajām baktērijām ir salocītas struktūras, ko sauc par tilakoīdiem, uz kuriem notiek fotosintēze. Tādējādi prokariotiem principā ir vienādi elementi, bet bez starpsienām, bez iekšējām membrānām. Tie starpsienas, kas atrodas, ir šūnu membrānas izaugumi.

Prokariotu šūnu forma nav tik daudzveidīga. Apaļās šūnas sauc par cocci. Šāda forma var būt gan arhejām, gan eubaktērijām. Streptokoki ir ķēdē iegareni koki. Stafilokoki ir koku “kopas”, diplokoki ir koki, kas apvienoti divās šūnās, tetrādes ir četras, sarkīna – astoņas. Stieņveida baktērijas sauc par baciļiem. Divi stieņi - diplobacillus, iegareni ķēdē - streptobacilli. Citas sugas ir korineformas baktērijas (ar nūjveidīgu pagarinājumu galos), spirilla (garas krokotas šūnas), vibrios (īsas, izliektas šūnas) un spirohetas (salocās atšķirīgi no spirillas). Viss iepriekš minētais ir ilustrēts zemāk un ir doti divi arhebaktēriju pārstāvji. Lai gan gan arhejas, gan baktērijas ir prokariotiski (bez kodola) organismi, to šūnu struktūrā ir dažas būtiskas atšķirības. Kā minēts iepriekš, baktērijām ir lipīdu divslāņu slānis (kad hidrofobie gali ir iegremdēti membrānā un uzlādētās galviņas izceļas no abām pusēm), un arhejām var būt viena slāņa membrāna (uzlādētas galviņas atrodas abās pusēs un iekšpusē). ir viena vesela molekula; šī struktūra var būt stingrāka nekā divslāņu). Zemāk ir arhebaktērijas šūnu membrānas struktūra.

Eikarioti(eikarioti) (no grieķu ευ - labs, pilnīgi un κάρῠον - kodols, rieksts) - organismi, kuriem atšķirībā no prokariotiem ir izveidots šūnas kodols, ko no citoplazmas norobežo kodola membrāna. Ģenētiskais materiāls ir ietverts vairākās lineārās divpavedienu DNS molekulās (atkarībā no organisma veida to skaits vienā kodolā var svārstīties no diviem līdz vairākiem simtiem), kas no iekšpuses pievienotas šūnas kodola membrānai un veidojas plašajā. lielākā daļa (izņemot dinoflagelātus) ir komplekss ar histona proteīniem, ko sauc par hromatīnu. Eikariotu šūnām ir iekšējo membrānu sistēma, kas papildus kodolam veido virkni citu organellu (endoplazmatiskais tīkls, Golgi aparāts utt.). Turklāt lielākajai daļai ir pastāvīgi intracelulāri simbionti - prokarioti - mitohondriji, un aļģēm un augiem ir arī plastidi.

dzīvnieku šūna

Dzīvnieka šūnas uzbūves pamatā ir trīs galvenie komponenti – kodols, citoplazma un šūnas membrāna. Kopā ar kodolu citoplazma veido protoplazmu. Šūnu membrāna ir bioloģiskā membrāna (starpsiena), kas atdala šūnu no ārējās vides, kalpo kā apvalks šūnu organellām un kodolam, kā arī veido citoplazmas nodalījumus. Ja preparātu ievietojat zem mikroskopa, jūs varat viegli redzēt dzīvnieka šūnas struktūru. Šūnu membrāna satur trīs slāņus. Ārējais un iekšējais slānis ir proteīns, un starpslānis ir lipīds. Šajā gadījumā lipīdu slānis tiek sadalīts vēl divos slāņos - hidrofobu molekulu slānī un hidrofilo molekulu slānī, kas ir sakārtoti noteiktā secībā. Uz šūnas membrānas virsmas ir izveidota īpaša struktūra - glikokalikss, kas nodrošina membrānas selektīvo spēju. Apvalks ļauj iziet cauri nepieciešamajām vielām un saglabā tās, kas rada kaitējumu.

2. att. Dzīvnieka šūnas uzbūve

Dzīvnieka šūnas struktūra ir vērsta uz aizsargfunkcijas nodrošināšanu jau šajā līmenī. Vielu iekļūšana caur membrānu notiek ar tiešu citoplazmatiskās membrānas līdzdalību. Šīs membrānas virsma ir diezgan nozīmīga līkumu, izaugumu, kroku un bārkstiņu dēļ. Citoplazmas membrāna ļauj iziet cauri gan mazām, gan lielākām daļiņām. Dzīvnieka šūnas struktūru raksturo citoplazmas klātbūtne, kas galvenokārt sastāv no ūdens. Citoplazma ir trauks organellām un ieslēgumiem.

Turklāt citoplazmā atrodas arī citoskelets – proteīna pavedieni, kas piedalās šūnu dalīšanās procesā, norobežo intracelulāro telpu un uztur šūnas formu un spēju sarauties. Svarīga citoplazmas sastāvdaļa ir hialoplazma, kas nosaka šūnu struktūras viskozitāti un elastību. Atkarībā no ārējiem un iekšējiem faktoriem hialoplazma var mainīt savu viskozitāti – kļūt šķidra vai želejveidīga. Pētot dzīvnieka šūnas uzbūvi, nevar nepievērst uzmanību šūnu aparātam - organellām, kas atrodas šūnā. Visām organellām ir sava specifiska struktūra, ko nosaka to veiktās funkcijas.

Kodols ir centrālā šūnu vienība, kas satur iedzimtu informāciju un piedalās vielmaiņā pašā šūnā. Pie šūnu organellām pieder endoplazmatiskais tīkls, šūnu centrs, mitohondriji, ribosomas, Golgi komplekss, plastidi, lizosomas, vakuoli. Līdzīgas organellas ir atrodamas jebkurā šūnā, taču, atkarībā no funkcijas, dzīvnieka šūnas struktūra var atšķirties specifisku struktūru klātbūtnē.

Šūnu organellu funkcijas: - mitohondriji oksidē organiskos savienojumus un akumulē ķīmisko enerģiju; - endoplazmatiskais tīkls, pateicoties īpašu enzīmu klātbūtnei, sintezē taukus un ogļhidrātus, tā kanāli atvieglo vielu transportēšanu šūnā; - ribosomas sintezē olbaltumvielas; - Golgi komplekss koncentrē olbaltumvielas, sablīvē sintezētos taukus, polisaharīdus, veido lizosomas un sagatavo vielas to izņemšanai no šūnas vai tiešai lietošanai tās iekšienē; - lizosomas sadala ogļhidrātus, olbaltumvielas, nukleīnskābes un taukus, būtībā sagremot šūnā nonākošās barības vielas; - šūnu centrs ir iesaistīts šūnu dalīšanās procesā; - vakuoli, pateicoties šūnu sulas saturam, uztur šūnu turgoru (iekšējo spiedienu).

Dzīvas šūnas uzbūve ir ārkārtīgi sarežģīta – šūnu līmenī notiek daudzi bioķīmiski procesi, kas kopā nodrošina organisma dzīvībai svarīgās funkcijas.