세포 구획화와 그 기능적 중요성. 세포내 구획: 소개

진핵 세포는 기능적으로 구별되는 구획이라고 불리는 막으로 둘러싸인 영역으로 나뉩니다. 세포내 막은 전체 세포 부피의 약 절반을 이러한 별개의 세포내 구획으로 둘러싸고 있습니다.

진핵 세포의 내부 막은 다양한 막의 기능적 특수화를 허용하며, 이는 세포에서 발생하는 다양한 과정을 분리하는 데 중요한 요소입니다.

모든 진핵 세포에 공통적인 세포내 구획이 그림 1에 나와 있습니다. 8-1.

모든 세포막의 약 절반은 미로 같은 구멍으로 둘러싸여 있습니다.

마지막으로 퍼옥시솜은 많은 산화 효소를 함유한 작은 소포입니다.

새로 합성된 각각의 소기관 단백질은 신호 펩타이드 또는 신호 영역에 의해 결정된 특별한 경로를 따라 리보솜에서 소기관으로 전달됩니다. 단백질 분류는 단백질이 세포질에 남아 있거나 다른 구획으로 옮겨지는 1차 분리로 시작됩니다. ER로 들어가는 단백질은 골지체로 이동한 다음 골지체에서 리소좀, 분비 소포 또는 원형질막으로 이동하면서 추가 분류를 거칩니다. 일부 단백질은 ER과 골지체의 다양한 수조에 남아 있습니다. 다른 구획으로 향하는 단백질은 수송 소포로 들어가는 것으로 보이며, 이 소포는 한 구획에서 분리되어 다른 구획과 융합됩니다.

세포가 번식하고 분열할 때 막에 결합된 소기관을 복제해야 합니다. 이는 일반적으로 새로운 분자를 통합하여 이러한 소기관의 크기를 증가시킴으로써 발생합니다. 확대된 소기관은 분열하여 두 개의 딸세포 사이에 분포됩니다.

막 소기관의 형성에는 소기관의 단백질을 결정하는 DNA 정보만으로는 충분하지 않습니다. "후생유전학적" 정보도 필요합니다. 이 정보는 세포소기관 자체를 통해 모세포에서 자손에게 전달됩니다. 아마도 그러한 정보는 세포 구획을 유지하는 데 필요한 반면, DNA에 포함된 정보는 뉴클레오티드 및 아미노산 서열의 "재생"에 필요합니다.

진핵세포원핵생물보다 크고 구조가 더 복잡하며, 더 많은 세포 소기관을 포함하고 있습니다. 진핵 세포는 종종 공장에 비유됩니다. 공장에서는 각 기계와 작업자가 각자의 작업을 수행하지만 모두 함께 단일 목적을 수행합니다.

더 고효율"로 인해 여기에서 달성되었습니다. 노동 분업" 세포에서 각 소기관은 구조와 생화학적 잠재력에 따라 결정되는 고유한 특수 기능을 수행합니다.

미토콘드리아예를 들어, "세포의 발전소" 역할을 합니다. 호흡 중에 합성되는 아데노신 삼인산(ATP)의 형태로 에너지를 공급합니다. 미토콘드리아의 특정 구조 덕분에 이를 매우 효과적으로 수행할 수 있습니다.

셀, 단일 전체임에도 불구하고 실제로는 별도의 구획 또는 구획으로 나뉩니다.

종종 그러한 구획화 세포막을 제공. 대부분의 세포 소기관은 막으로 둘러싸여 있습니다. 이들은 원형질막과 동일한 기능을 수행하여 세포와 환경 사이의 화학 물질 교환을 조절합니다. 이러한 막 덕분에 각 소기관은 고유한 세트를 유지합니다. 약특별하고 독특한 화학 반응이 일어납니다. 전자현미경은 좀 더 미세한 것을 접할 수 있는 기회를 제공했습니다. 구조적 조직해당 기사에서 이에 대해 이야기하겠습니다.

셀 단위

살펴보기 전에 개별 세포 구조, 셀이 매우 작다는 점을 기억하고 셀을 설명하는 데 사용할 측정 단위를 나열하는 것이 유용합니다. 이 목적으로 가장 일반적으로 사용되는 측정 단위가 결합되었습니다.테이블에.

그림은 보여줍니다 핀 끝에 박테리아, 직경은 약 100 마이크론입니다 (μm는 마이크로 미터의 문자 지정). 하한육안으로 식별할 수 있는 크기는 50~100미크론입니다. 최대 얇은 머리카락인체의 직경은 약 30 마이크론입니다. 진핵세포의 크기는 매우 다양합니다(가장 큰 세포조류의 직경은 50mm에 이릅니다!) 그러나 평균적으로 동물 세포의 직경은 약 20이고 식물 세포의 직경은 40미크론입니다.

평균 미토콘드리아 직경박테리아는 1미크론입니다(비교를 위한 편리한 측정으로 기억해 두는 것이 유용합니다). 가장 작은 세포 소기관인 리보솜의 직경은 약 20 nm입니다. DNA 가닥의 직경은 2 nm이고, 가장 작은 원자(수소 원자)는 0.04 nm입니다.

진핵 세포 내부 내용물의 높은 질서는 다음과 같이 달성됩니다. 구획화그 부피는 화학적(효소) 구성의 세부 사항이 다른 "세포"로 나뉩니다. 구획화는 세포 내 물질과 과정의 공간적 분리를 촉진합니다.

현재 받아들여지고 있는 관점은 막이 다음으로 구성되어 있다는 것이다. 지질의 이중분자층.분자의 소수성 영역은 서로를 향하고 있으며 친수성 영역은 층 표면에 위치합니다. 변화 많은 단백질 분자 이 층에 내장되거나 표면에 배치됩니다.

진핵 세포에서 세포 부피의 구획으로 인해 서로 다른 구조 간의 기능 분할이 관찰됩니다. 동시에 다양한 구조가 자연스럽게 상호작용한다.

8. 진핵세포의 구조: 표면 장치, 원형질(핵과 세포질).

세포 표면 장치의 주요 부분은 혈장 또는 생물학적 막(세포질막)입니다. 세포막은 세포의 살아있는 내용물 중 가장 중요한 구성 요소입니다. 일반 원칙. 구조의 여러 모델이 제안되었습니다. 1972년 Nicholson과 Singer가 제안한 유동 모자이크 모델에 따르면 막에는 단백질 분자를 포함하는 인지질의 이중 분자층이 포함되어 있습니다. 지질은 분자가 친수성과 소수성의 두 극을 갖는 수불용성 물질입니다. 생물학적 막에서는 평행한 두 층의 지질 분자가 소수성 말단을 두고 서로 마주합니다. 그리고 친수성 극은 외부에 남아 친수성 표면을 형성합니다. 막 표면의 바깥쪽과 안쪽에는 단백질이 연속층에 위치하며 주변, 침수형(반일체형), 관통형(일체형)의 3가지 그룹이 있습니다. 대부분의 막 단백질은 효소입니다. 침지된 단백질은 막에 생화학적 컨베이어를 형성하여 물질의 변형이 발생합니다. 묻힌 단백질의 위치는 말초 단백질에 의해 안정화됩니다. 침투하는 단백질은 막을 통해 세포 안으로 그리고 뒤로 두 방향으로 물질의 전달을 보장합니다. 캐리어와 채널 형성자의 두 가지 유형이 있습니다. 채널 형성 물질은 용해된 무기 물질이 막의 한 쪽에서 다른 쪽으로 통과하는 물로 채워진 기공을 둘러싸고 있습니다. 동물 세포의 원형질막 외부 표면에서 단백질과 지질 분자는 분지형 탄수화물 사슬과 결합하여 세포의 노폐물인 당막, 막상, 무생물층을 형성합니다. 탄수화물 사슬은 수용체(세포간 인식 - 친구 또는 적) 역할을 합니다. 세포는 외부 영향에 구체적으로 반응하는 능력을 얻습니다. 박테리아의 막상층에는 무레인이 포함되어 있고 식물의 경우 셀룰로오스나 펙틴이 포함되어 있습니다. 세포질 측의 원형질막 아래에는 막의 기계적 안정성을 제공하는 피질(표면) 층과 세포내 원섬유 구조가 있습니다.

세포핵막, 핵액, 핵소체 및 염색질로 구성됩니다. 기능적 역할 핵 봉투수많은 대사 반응을 통해 진핵 세포의 유전 물질(염색체)을 세포질에서 분리하고 핵과 세포질 사이의 양측 상호 작용을 조절하는 것으로 구성됩니다. 핵막은 핵주위 공간으로 분리된 두 개의 막으로 구성됩니다. 후자는 세포질 세망의 세뇨관과 소통할 수 있습니다.

기초 핵주스,또는 행렬,단백질을 구성합니다. 핵즙은 핵의 내부 환경을 형성하므로 핵의 내부 환경을 형성하는 데 중요한 역할을 합니다. 정상적인 기능유전 물질.

핵소체형성과 성숙이 일어나는 구조를 나타낸다. 리보솜의 RNA (rRNA). 중기 염색체의 이러한 부위는 좁아진 것처럼 보이며 이를 다음과 같이 부릅니다. 이차 수축.

덩어리 형태의 염색질 구조,핵질에 흩어져 있는 것은 세포 염색체 존재의 간기 형태입니다.

안에 세포질주요 물질(매트릭스, 유리질), 내포물 및 소기관을 구별합니다. 세포질의 기본 물질혈장, 핵 봉투 및 기타 세포 내 구조 사이의 공간을 채웁니다. 가장 중요한 단백질은 해당과정 효소, 당 대사, 질소 염기, 아미노산 및 지질로 대표됩니다.

세포질의 주요 물질은 졸형(액체) 상태에서 겔형 상태로 전환될 수 있는 복잡한 콜로이드 시스템과 동일한 방식으로 고려되어야 합니다. 이러한 전환 과정에서 작업이 완료됩니다.

9. 세포의 표면 장치. 구조와 기능. 생물학적 막. 그들의 구조와 기능. 물질 운반: 능동 및 수동.

세포의 표면 장치는 원형질막, 막상 복합체(당칼릭스 또는 세포벽) 및 막하 근골격 장치의 3가지 하위 시스템으로 구성됩니다.

그의 주요 기능테두리 위치에 따라 결정되며 다음을 포함합니다.

1) 장벽(식별) 기능;

2) 다른 세포와 세포 간 물질의 구성 요소를 인식하는 기능;

3) 신호 분자와의 상호 작용을 포함한 수용체 기능

4) 운송 기능;

5) pseudo-, filo- 및 lamellipodia의 형성을 통한 세포 이동 기능.

생물학적 막그들은 환경으로부터 세포질을 구분하고 핵, 미토콘드리아 및 색소체의 껍질을 형성합니다. 그들은 골지 복합체를 구성하는 소포체와 쌓인 편평한 소포의 미로를 형성합니다. 막은 리소좀, 식물과 곰팡이 세포의 크고 작은 액포, 원생동물의 맥동 액포를 형성합니다. 이러한 모든 구조는 특정 특수 프로세스 및 주기를 위해 고안된 구획(구획)입니다.

혈장 막 또는 Plasmalemma는 모든 세포에 대해 가장 일정하고 기본적이며 보편적인 막입니다. 세포 전체를 덮고 있는 얇은 막입니다.

인지질 분자는 두 줄로 배열되어 있습니다. 소수성 끝은 안쪽으로, 친수성 머리는 내부 및 외부 수성 환경을 향합니다. 어떤 곳에서는 인지질의 이중층(이중층)이 단백질 분자(통합 단백질)에 의해 침투됩니다. 이러한 단백질 분자 내부에는 수용성 물질이 통과하는 구멍인 채널이 있습니다. 다른 단백질 분자는 지질 이중층의 한쪽 또는 다른 쪽 절반을 관통합니다(반통합 단백질). 진핵 세포의 막 표면에는 말초 단백질이 있습니다. 지질과 단백질 분자는 친수성-소수성 상호작용으로 인해 서로 결합됩니다.

생물학적 막의 기능은 다음과 같습니다.

1. 장벽. 셀의 내용을 다음과 같이 분리합니다. 외부 환경및 세포질의 세포소기관의 함량.

2. 운송. 그들은 세포질에서 세포 소기관으로 또는 그 반대로 세포 안팎으로 물질의 수송을 보장합니다.

3. 수용체. 그들은 수용체 역할을 합니다(환경으로부터 신호를 수신 및 변환하고 세포 물질을 인식하는 등).

4. 안정화.

5. 규제.

물질 운송:

막을 통과하는 물질의 흐름은 물질의 크기에 따라 달라집니다. 작은 분자는 능동 및 수동 수송을 통해 전달됩니다. 거대분자와 큰 입자의 수송은 세포내이입 및 세포외유출에 의한 막 소포의 형성을 통해 수행됩니다. 수동 수송 - (에너지 없이) 농도 구배를 따른 확산. 단백질에 의해 형성된 막의 채널을 통한 확산이 촉진됩니다. 농도 구배에 대한 담체 단백질의 참여를 통한 능동 수송(ATP 에너지 소비).

세포내이입 Plasmalemma를 통한 거대 분자의 수송입니다. 흡수된 물질의 응집 상태에 따라 분리됩니다. 음세포증(세포에 의한 체액 또는 체액에 용해된 화합물의 포획 및 운반) 및 식균작용(고체 입자의 포획 및 운반). 식균작용과 음세포작용에도 적용 능동 수송. 식균 작용– 세포에 의한 고체 흡수 유기물. 세포 근처에 있으면 고체 입자는 막 파생물로 둘러싸여 있거나 그 아래에 막 함몰이 형성됩니다. 결과적으로, 입자는 세포 내부의 막 소포(식소체)로 둘러싸여 있습니다.

음세포증- 이는 고분자량 물질이 용해되어 있는 작은 방울의 액체를 세포가 흡수하는 과정입니다. 이는 세포질의 파생물에 의해 이러한 물방울을 포착하여 수행됩니다. 포획된 물방울은 세포질에 잠겨서 흡수됩니다.

10. 원형질. 조직 및 기능. 세포의 수명에서 세포질의 응집 상태 변화(졸-겔 전이)의 역할. 바이오콜로이드의 개념.

원형질은 핵과 세포질을 포함하는 살아있는 세포의 내용물입니다.

상호작용 환경, 셀은 통합 구조로 동작합니다.

원형질의 특성은 세포의 구조적 구성 요소와 구획의 기능적 통합에 중요한 역할을 하는 것으로 간주됩니다. 일반적으로 특수 다상 콜로이드계 또는 바이오콜로이드로 간주되는 경우가 많습니다.

세포의 구조적 구성 요소와 구획의 기능적 통합에 중요한 역할은 살아있는 원형질의 특성에 속합니다. 일반적으로 이는 특수한 다상 콜로이드 시스템 또는 바이오콜로이드로 간주됩니다. 바이오콜로이드는 분산상의 복잡성이라는 점에서 일반적인 콜로이드 시스템과 다릅니다. 이는 조밀하고 현미경으로 볼 수 있는 구조(소기관)에 존재하거나 용액에 가까운 분산된 상태 또는 젤과 같은 느슨한 네트워크형 구조에 존재하는 거대분자를 기반으로 합니다.

물리화학적 의미에서 콜로이드 용액인 바이오콜로이드는 지질과 큰 입자의 존재로 인해 각각 에멀젼과 현탁액의 특성을 동시에 나타냅니다. 다양한 "불순물"이 거대분자의 넓은 표면에 정착되어 원형질의 응집 상태가 변화됩니다.

점성 젤과 용액 형태의 원형질 조직의 극단 사이에는 전이 상태가 있습니다. 이러한 전환 동안 작업이 수행되며 그 결과 막 형성, 하위 단위에서 미세 소관 또는 미세 필라멘트 조립, 세포에서 분비물 방출, 단백질 분자의 기하학적 변화 등 다양한 세포 내 변형이 수행됩니다. , 효소 활성을 억제하거나 향상시킵니다. 바이오콜로이드의 특징은 또한 생리학적 조건 하에서 (특수한 효소 메커니즘의 존재로 인해) 한 응집 상태에서 다른 응집 상태로 원형질의 전이가 가역적이라는 것입니다.

바이오콜로이드의 이러한 특성은 세포가 에너지가 있을 때 자극에 반응하여 반복적으로 작업을 수행할 수 있는 능력을 제공합니다.

기능

지질 이중층으로 둘러싸인 내부 구획에는 다음이 있을 수 있습니다. 다른 의미, 다양한 효소 시스템의 기능. 구획화의 원리는 세포가 다양한 대사 과정을 동시에 수행할 수 있게 해줍니다.

미토콘드리아의 세포질에는 NADH가 NAD+로 산화되는 산화 환경이 포함되어 있습니다.

구획화 원칙의 정수를 고려할 수 있습니다. 골지체, 다양한 효소 시스템이 작동하는 딕티오솜에서, 예를 들어 다양한 단계를 수행함 단백질의 번역 후 변형.

원핵생물

모든 세포에는 세포질과 세포질이라는 단일 막으로 분리된 두 개의 일반적인 미세구획이 있습니다. 박테리아 그램 음성형태형, 그들은 또한 세포질막과 외막 사이에 위치한 세 번째 일반 미세 구획 - 주변 세포질을 가지고 있습니다. 피네비치 A.V.미생물학: 원핵생물 생물학, 1권, 상트페테르부르크 주립대학교 출판사, 2006년.

때로는 특수한 미세 구획이 여러 일반 구획에 동시에 위치하는 경우도 있습니다. 즉, 위치가 혼합되어 있습니다. 이에 대한 한 가지 예는 운두족류(undulopodia)입니다.

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2010.

다른 사전에 "구획화"가 무엇인지 확인하십시오.구획화 - 겹치지 않는 세포 그룹(구획 또는 폴리클론)의 가상 디스크에 존재하며 디스크의 특정 위치를 차지하고 "자신의" 세포 경로를 따라 발달합니다.

기술 번역가 가이드 구획화 구획화. 가상 디스크에 존재 겹치지 않는 세포 그룹(구획 또는 폴리클론)의 곤충 ), 디스크의 특정 위치를 차지하고 개발 중입니다…

분자 생물학 및 유전학. 설명 사전.구획화 - g) 관련 동물 및 조직의 하위 개체군을 결정하기 위해 해당 국가의 제품 제조업체(생산자)와 상호 작용하여 관할 당국 또는 승인된 기관이 수행하는 구획화 절차... ...

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