Нажмите на каждую этикетку для получения дополнительной информации

Изображение обобщенной растительной клетки

Нажмите на каждую этикетку для получения дополнительной информации

Иллюстрация обобщенной животной клетки.

Определения эукариотических клеток:
= Обычно встречается только в клетках растений
= Обычно встречается в клетках животных

• Аппарат Гольджи: Серия (стопка) уплощенных мембраносвязанных мешочков (мешочков), участвующих в хранении, модификации и секреции белков (гликопротеинов) и липидов, предназначенных для выхода из клетки (внеклеточные) и для использования внутри клетки (внутриклеточный). В аппарате Гольджи много секреторных клеток, таких как клетки поджелудочной железы.
• Пузырь Гольджи: Связанное с мембраной тело, которое формируется путем «отпочкования» от аппарата Гольджи. Он содержит белки (гликопротеины), такие как пищеварительные ферменты, и мигрирует к клеточной (плазматической) мембране. Везикулы Гольджи сливаются с клеточной мембраной и выбрасывают свое содержимое за пределы клетки посредством процесса, называемого экзоцитозом. Некоторые везикулы Гольджи становятся лизосомами, участвующими во внутриклеточном пищеварении.
• Пиноцитозная везикула: Связанная с мембраной вакуоль, образующаяся в результате особого типа эндоцитоза, называемого пиноцитозом. Плазматическая мембрана инвагинирует (защемляется внутрь) с образованием пузырька, который отделяется и перемещается в цитоплазму. Макромолекулярные капли и частицы диаметром до 2 микрометров проникают в клетку в составе этих пиноцитозных пузырьков. Более крупные частицы (включая бактерии) попадают в специальные лейкоциты (фагоциты) посредством формы эндоцитоза, называемой фагоцитозом. Amoeba — одноклеточный протист, который поглощает пищу (включая клетки водорослей) путем фагоцитоза.
• Лизосома: Связанная с мембраной органелла, содержащая гидролитические (пищеварительные) ферменты. Лизосомы возникают в виде связанных с мембраной везикул (называемых везикулами Гольджи), которые отпочковываются от аппарата Гольджи. В первую очередь они связаны с внутриклеточным пищеварением. Лизосомы сливаются с везикулами (мелкими вакуолями), образующимися в результате эндоцитоза. Содержимое этих пузырьков переваривается лизосомальными ферментами. Самопереваривание лизосомами также происходит во время эмбрионального развития. Пальцы человеческого эмбриона изначально перепончатые, но отделены друг от друга лизосомальными ферментами. Клетки хвоста головастика перевариваются лизосомальными ферментами при постепенном переходе в лягушку.
• Пероксисома: Связанная с мембраной органелла, содержащая специфические ферменты, импортируемые из цитоплазмы (цитозола). Например, некоторые пероксисомы содержат фермент каталазу, которая быстро расщепляет токсичную перекись водорода на воду и кислород. Эту реакцию легко продемонстрировать, полив перекисью водорода сырое мясо или открытую рану.
• Гликолиз: Путь анаэробного окисления вне митохондрий, при котором глюкоза окисляется до пирувата с чистым приростом 2 молекул АТФ. Пируват превращается в 2-углеродную ацетильную группу, которая вступает в цикл Кребса в митохондриях.
• Митохондрия: Связанная с мембраной органелла и место аэробного дыхания и продукции АТФ. Энергия поэтапного окисления глюкозы (так называемый цикл Кребса или цикл лимонной кислоты) используется для производства молекул аденозинтрифосфата (АТФ). Цикл Кребса начинается, когда ацетильная группа с 2 атомами углерода соединяется с группой с 4 атомами углерода, образуя цитрат с 6 атомами углерода. С учетом гликолиза (который происходит вне митохондрий) из одной молекулы глюкозы образуется в общей сложности 38 молекул АТФ.

• Cristae: Выступающие внутрь полкообразные мембраны митохондрий, по которым электроны проходят по ферментной системе цитохрома.

  См. Структуру митохондрии

• Хлоропласт: Связанная с мембраной органелла и место фотосинтеза и продукции АТФ в клетках автотрофных растений. Как и митохондрии, хлоропласты содержат свои кольцевые молекулы ДНК. Фактически, хлоропластная ДНК, включая ген RBCL, кодирующий белок, часто используется на уровне семейства, чтобы показать отношения между родами и видами внутри семейств растений. Интронные области ДНК хлоропластов также используются для построения генеалогических деревьев. Интроны представляют собой участки информационной РНК, которые удаляются перед трансляцией на рибосоме. Сравнительная ДНК между различными родами и видами семейства растений может быть показана с помощью созданных компьютером эволюционных деревьев, называемых кладограммами.

  Эволюционное древо (кладограмма) семейства рясковых

  Некоторые биологи считают, что митохондрии и хлоропласты в эукариотических клетках животных и растений могли произойти от древних симбиотических бактерий, которые когда-то были захвачены другими клетками в далеком геологическом прошлом. Эта увлекательная идея называется «Эндосимбионтная теория » (или «Эндосимбионтная гипотеза» для тех, кто настроен более скептически). Хлоропласты и митохондрии имеют наружные фосфолипидные двухслойные мембраны и кольцевые молекулы ДНК, как у прокариотических бактериальных клеток. Кроме того, слои тилакоидных мембран в гранах хлоропластов удивительно похожи на фотосинтезирующие клетки цианобактерий. Приобретение клеток и геномов других организмов известно как симбиогенез . Согласно Л. Маргулису и Д. Сагану ( Acquiring Genomes: A Theory of the Origins of Species 2002), симбиогенез является основным фактором эволюции жизни на Земле. Фактически автор утверждает, что долгосрочные геномные слияния приводят к гораздо большим эволюционным изменениям, чем мутации ДНК и естественный отбор.

  Иллюстрация граны хлоропласта Упрощенная иллюстрация молекулы АТФ Симбиогенез: геномные слияния и эволюция Теория происхождения сосудистых растений

• Грана: Область хлоропласта, состоящая из стопок тилакоидных мембран. Это место «световых реакций», где образуются АТФ и НАДФН ₂ . Эти два продукта используются в «темновых реакциях», когда углекислый газ превращается («восстанавливается») в глюкозу.
• Строма: Область хлоропласта, где происходят «темновые реакции». Углекислый газ (СО ₂ ) постепенно превращается в глюкозу посредством ряда реакций, называемых циклом Кальвина.

  См. Структуру флуоресценции хлоропласта в растворе хлорофилла

• Эндоплазматический ретикулум: Сложная система мембраносвязанных каналов, простирающихся по всей цитоплазме клеток. Как и отделение неотложной помощи в больнице, эндоплазматический ретикулум часто обозначается аббревиатурой ER.
• Гладкий эндоплазматический ретикулум: Не содержит прикрепленных рибосом.
• Грубый эндоплазматический ретикулум: Усеяны (точечно) прикрепленными рибосомами на стороне мембраны, обращенной к цитоплазме.
• Рибосома: Органелла сайт синтеза белка. Рибосома состоит из большой и малой субъединиц, разделенных центральной бороздкой. Нить информационной РНК (м-РНК) помещается в бороздку, и рибосома движется вдоль м-РНК в направлении от 5′ к 3′. Молекулы транспортной РНК в форме листа клевера (т-РНК), каждая из которых содержит уникальную аминокислоту, временно прикрепляются к м-РНК на рибосоме в процессе, называемом трансляцией. Антикодоны транспортной РНК соединяются с кодонами м-РНК, а аминокислоты связываются вместе посредством синтеза дегидратации. По мере продвижения рибосомы к 3′-концу цепи м-РНК аминокислотная цепь (полипептид) становится все длиннее и длиннее. Наконец, готовый полипептид покидает участок рибосомы и удаляется, чтобы стать белком, используемым внутри клетки или секретируемым из клетки. Упрощенные анимированные gif-изображения ниже иллюстрируют этот замечательный процесс. Ряд нескольких рибосом, движущихся по одной и той же цепи м-РНК, называется полирибосомой. Рибосомы состоят из рибосомальной РНК и не связаны с мембраной. Они встречаются как в прокариотических, так и в эукариотических клетках. В эукариотических клетках рибосомная РНК синтезируется в ядрышке. Большая и малая субъединицы рибосом синтезируются специфическими генами. Один ген в ядрышке кодирует меньшую субъединицу рибосомы. Ген называется SSU рДНК или малой субъединицей рибосомальной ДНК. Базовые последовательности этого гена иногда используются для сравнения таксонов на уровне видов. Результаты сравнительных исследований ДНК с использованием митохондриальной и хлоропластной ДНК иллюстрируются компьютерными эволюционными деревьями, называемыми кладограммами.

  Рицин из клещевины ( Ricinus communis ) представляет собой сильнодействующий цитотоксический белок, летальный для эукариотических клеток за счет инактивации участков синтеза белка в органеллах, называемых рибосомами. Всего одна единственная молекула рицина, попадающая в цитозоль клетки (полужидкая среда между ядром и плазматической мембраной), может инактивировать более 1500 рибосом в минуту и ​​убить клетку. Одна из двух белковых субъединиц рицина (RTA) представляет собой смертоносный фермент, который удаляет пурины (например, аденин) из рибосомной РНК, изменяя тем самым ее молекулярную структуру и функцию.

  См. Статью о клещевине

  См. Модель трансферной РНК клеверного листа См. Объяснение синтеза белка Кладограмма семейства ряски

  Анимированное изображение транскрипции внутри Nucleus Анимированное Gif-изображение трансляции на рибосоме Анимированное Gif-изображение синтеза белка внутри клетки

• Ядрышко: Окрашивающееся в темный цвет тело в ядре, где синтезируется рибосомальная РНК. Ядра растений в клетках кончика корня лука могут иметь несколько ядрышек.
• Ядро: Связанная с мембраной органелла, содержащая хроматин, термин, применяемый ко всем хромосомам вместе, когда они находятся в тонкой (нитевидной) стадии. Во время профазы митоза хромосомы становятся короче и толще и выглядят как отчетливые удвоенные тела, называемые «хромосомными дублетами».
• Клеточная (плазменная) мембрана: Живая мембрана, окружающая цитоплазму всех клеток. Он состоит из двойного слоя фосфолипидов со встроенными гликопротеинами. В «сэндвич-модели» два слоя фосфолипидов расположены между двумя слоями белка. Мембраны органелл также состоят из двойного фосфолипидного слоя, включающего вакуоли, ядра, митохондрии и хлоропласты. [Риубосомы не связаны с мембраной.] Гликопротеины, встроенные в плазматические мембраны, включают мембранные транспортные «молекулы-носители» и антигены распознавания клеток. Плазматическая мембрана проницаема для молекул воды путем осмоса, но не проницаема для других молекул и ионов путем простой диффузии. Ионы проходят через плазматическую мембрану через молекулы-носители путем активного транспорта и облегченной диффузии. Для активного транспорта требуется АТФ.

  См. схему осмоса Сэндвич-модель клеточной мембраны Жидкостно-мозаичная модель клеточной мембраны

• Клеточная стенка: Слой целлюлозы, окружающий плазматическую мембрану растительных клеток. Поскольку клеточная стенка очень пористая, она проницаема для молекул и ионов, которые не могут пройти через плазматическую мембрану путем простой диффузии. При плазмолизе клеточная мембрана теряет воду и ее содержимое сжимается в шар, а внешняя клеточная стенка остается неповрежденной. Кустарники и деревья имеют утолщенную вторичную клеточную стенку, содержащую лигнин, коричневый фенольный полимер, который придает древесине большую прочность и твердость. Железные деревья, такие как lignum vitae, тонут в воде из-за плотности их тяжелых, толстостенных, одревесневших клеток.

  Плазмолиз в клетке листа Анатомия и текстура древесины Деревья с очень твердой древесиной Анатомия стеблей и корней

• Вакуоль: Мембранный, заполненный жидкостью мешок внутри растительных и животных клеток. Сократительные вакуоли простейших, таких как Paramecium , представляют собой специализированные органеллы для удаления лишней воды. Пищевые вакуоли Amoeba переваривает более мелкие клетки, захваченные фагоцитозом. Клетки растений имеют крупные центральные вакуоли, занимающие большую часть объема клетки.

  Paramecium: Реснитчатый простейший Амеба: Амебоидный простейший Трипаносома: Жгутиковый простейший

• Большая центральная вакуоль: Мембранный, заполненный жидкостью мешок, занимающий большую часть объема растительной клетки. По этой причине хлоропласты, ядро ​​и другие органеллы смещены к периферии цитоплазмы (вокруг центральной вакуоли). Помимо воды, эта большая вакуоль хранит соли, водорастворимые пигменты (антоцианы) и потенциально токсичные молекулы в виде кристаллов. В кристаллическом состоянии оксалаты относительно безвредны для растительной клетки. Кристаллы оксалата кальция могут быть игольчатыми ( кристаллы рафида ) или многогранные, как сверкающий алмаз ( кристаллы друзы ). Клетки растений с высоким содержанием оксалата кальция могут быть токсичными для человека. Основная причина того, что вольфия (самое маленькое цветковое растение в мире) является более привлекательным для человека источником пищи с высоким содержанием белка, заключается в том, что в ее вакуолях отсутствуют кристаллы шва, которых много у других рясок ( Lemna и Spirodela ). Сравнительные исследования ДНК хлоропластов показали, что семейство рясковых (Lemnaceae) тесно связано с семейством арумовых (Araceae). Фактически, члены обоих семейств имеют клетки, содержащие обильные кристаллы оксалата кальция. Жевание листьев культивируемого аронника, называемого «немой тростник» ( Dieffenbachia ) может вызывать трудности при разговоре и глотании. Симптомы проглатывания включают жгучую боль, воспаление и отек тканей языка, горла и гортани. Протеолитический фермент листьев, называемый думкаином, вводится в клетки через микроскопические проколы тысячами игольчатых кристаллов рафида. Также могут быть повреждены тучные клетки (базофилы), особые лейкоциты в соединительной ткани. При аллергических реакциях сенсибилизированные тучные клетки выделяют в пораженные ткани сильнодействующие гистаминовые вещества.

  Друза кристалла внутри клетки липы Питательные блюда из вольфии для гурманов Тучные клетки при аллергических реакциях Домашняя страница семейства ряски

• Амилопласт (крахмальное зерно): Связанная с мембраной органелла, содержащая концентрические слои крахмала (амилопектина). Эта органелла обычно находится в подземных запасающих органах, таких как клубни (картофель), клубнелуковицы (таро и дашин) и запасающие корни (сладкий картофель). Амилопласты также содержатся в бананах и других фруктах.

  См. Амилопласты в клетках клубня картофеля Подземные овощи, хранящие крахмал

• Центриоли Немембранные органеллы, встречающиеся парами сразу за ядром клеток животных. Каждая центриоль состоит из цилиндра или кольца из 9 наборов триплетов микротрубочек без ни одного в середине (паттерн 9 + 0). Во время клеточного деления пара центриолей перемещается к каждому концу клетки, образуя полюса митотического веретена. Центриоли также дают начало базальным тельцам, которые контролируют происхождение ресничек и жгутиков в подвижных клетках протистов. На поперечном сечении жгутики и реснички имеют 9наборы дублетов микротрубочек, окружающих пару одиночных микротрубочек в центре (паттерн 9 + 2). Этот характерный паттерн также встречается в подвижных клетках высших организмов, таких как сперматозоиды человека.

  Деление клеток (митоз) в эукариотических клетках См. жгутик на сперматозоиде человека

• Центросома: Центр организации микротрубочек, формирующий митотическое веретено в делящихся клетках. В клетках животных центросома включает пару центриолей, окруженных расходящимися нитями микротрубочек, называемых астрами.
• Микротрубочки: Белковые филаменты, состоящие из полимера, называемого тубулином. Центросомы животных клеток (включая пару центриолей и лучистую звездочку) состоят из микротрубочек. Микротрубочки участвуют в движении клеток, формировании формы клеток и формировании митотических веретен во время клеточного деления (митоза). Некоторые противоопухолевые химиотерапевтические препараты вызывают растворение (деполимеризацию) тубулина в микротрубочках, тем самым разрушая митотические веретена и эффективно останавливая клеточное деление в опухолевых клетках.

  Медицинские алкалоиды и гликозиды из растений

• Цитоплазма: Все содержимое клетки внутри плазматической мембраны. Ядро и его содержимое (нуклеоплазма) обычно исключены из цитоплазмы. Полужидкая среда между ядром и плазматической мембраной называется цитозолем .