Основные принципы структурной организации клетки

1) Мембранный принцип.

а) сущность: мембрана является универсальным строительным блоком клетки (большинство клеточных структур состоит из мембран).

б) общие сведения об организации биологической мембраны

- химический состав:

= липиды: полярные (фосфолипиды, сфингомиелины – основ-

ные структурообразующие липиды), неполярные – холесте-

рин – главный регулятор микровязкости мембраны)

= белки (по функции: структурные, ферментные, транспорт-

ные, рецепторные; по топографии в мембране: интеграль-

ные, периферические, поверхностные)

= вода

= минеральные компоненты (Са⁺², Mg⁺² и др.)

= прочие (углеводы и др.).

- молекулярная организация

= основу биологической мембраны составляет двойной слой фосфолипидов, молекулы которых организованы в пространстве таким образом, что их заряженные головки находятся снаружи, а незаряженные жирнокислотные хвосты ориентированы внутрь, где они формируют гидрофобный слой

= мембрана представляет собой анизотропный жидкий

кристалл: в горизонтальном направлении она ведет себя липидная жидкость

(в которой плавают или фиксированы молекулы белков), в вертикальном - как твердое тело

= биомембрана на обеих поверхностях имеет электрический заряд, обусловленный полярными головками фосфолипидных молекул; этот заряд экранируется противоположно заряженными ионами электролитов

Результатом такого строения мембраны является возможность изменения ее пространственной конфигурации и перемещения в ней молекул липидов и белков, формирование временных гидрофильных пор, обеспечивающих транспорт малых молекул

- общие функции и свойства

= разграничительная (мембраны отграничивают клетку от окружающей микросреды, ядро от цитоплазмы, формируют стенку ряда цитоплазматических органелл и включений, делят внутренний объем цитоплазмы и клетки в целом на отдельные относительно автономные “отсеки” – компартменты, в которых поддерживается неравновесная концентрация веществ )

= транспортная (через мембрану или вдоль ее плоскости осуществляется перемещение различных веществ и частиц, механизмы трансмембранного переноса – см. клеточную оболочку)

= метаболическая (на поверхности и во внутреннем объеме мембраны идут разнообразные биохимические реакции, катализируемые встроенными в нее ферментами)

= рецепторная (в конструкцию мембраны “вмонтированы” особые рецепторные белки, осуществляюшие специфическое связывание химических веществ-сигналов, идущих от других структурных компонентов клетки или из внеклеточного окружения; таким образом осуществляется регуляция и координация процессов, протекающих в мембранных структурах клетки)

= функция гидрофобного растворителя (частный аспект метаболической функции; в гидрофобной области мембраны, образованной жирнокислотными остатками фосфолипидных молекул, протекают биохимические реакции, нуждающиеся в безводной среде, например, реакции нейтрализации токсических веществ)

= способность к самосборке и саморазборке (в зависимости от химического состава и физико-химических характеристик микросреды мембраны распадаются на составляющие их химические компоненты или формируют новые мембранные структуры)

= самозамыкаемость (мембраны не имеют свободных краев, способных взаимодействовать с водным окружением и поэтому замыкаются в везикулярные, цилиндрические и другие замкнутые образования)

= асимметричность (поверхности плазматической и других мембран клетки существенно различаются по липидному составу и по набору связанных с ними белков).

- электронномикроскопическое изображение

= под электронным микроскопом биологическая мембрана выглядит как двухконтурная трехслойная (два темных слоя с краев и один светлый слой в середине) структура толщиной около 8 нм

в) структурные компоненты клетки, состоящие из мембран

- плазмалемма (клеточная мембрана)

- ядерная оболочка

- цитоплазматическая сеть

- комплекс Гольджи

- митохондрии

- лизосомы

- пероксисомы

- пластиды.

2) Фибриллярно-трубчатый принцип.

- сущность: часть внутриклеточных структур имеет нитчатое или трубчатое строение (замечание: эти образования объединены в одну группу, т.к. в электронном микроскопе выглядят сходным образом).

- к ним относятся:

= хроматиновые структуры ядра (хроматин, хромосомы)

= микротрубочки

= микрофиламенты

= промежуточные филаменты

= клеточный центр

= базальное тельце жгутиков и ресничек

= миофибриллы (органеллы специального значения, встречающие

ся в структурных элементах мышечных тканей).

3) Глобулярный принцип.

- сущность: часть внутриклеточных структур характеризуеатся

шаровидной формой.

- этот тип клеточных структур представлен одной органеллой –

рибосомой.