ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 143
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
«Клетка қызметтерінің биохимиялық принциптері» пәні
7М01505-Биология, 1 курс
2 аралық бақылау
-
Жасушаның мембраналы және мембранасыз құрылымдары.
Биологиялық мембрана — жасушаның және жасуша ішіндегі бөлшектердің (ядро, митохондрии, хлоропластар, пластидтер) бетінде орналасқан молекулалық мөлшердегі (қалыңдығы 5 — 10 нм), ақуызды-липидтік құрылымды жұқа қабықша. Биологиялық мембрана өткізгіштік қасиетіне байланысты жасушада тұздардың, қанттың, амин қышқылдарының, иондардың, т.б. заттардың алмасу өнімдерінің концентрациясын, олардың тасымалын және алмасуын реттейді. Клетканың протоплазмасын қоршап тұрған биологиялық мембрана жасушалық мембрана деп аталады. Клеткалық мембрана қос қабатты ақуызды-липидті молекулалардан тұрады. Оның құрамында ферменттік белоктар, ерекше рецепторлар, электрондарды тасымалдаушы, энергияны өңдеуші құрылымдар сонымен қатар гликопротеиндер мен гликолипидтер болады. Мембраналық белоктардың көпшілігі мембрананы тесіп өтіп орналасса, ал кейбірі оған жартылай ғана еніп немесе жанасып жатады. Мембраналық белоктар түрлі қызмет (мысалы, гликопротеиндер антиген рөлін) атқарады. Кейбір химиялық реакциялар (мысалы, хлоропластарда жүретін фотосинтездің жарық реакциялары немесе митохондриидағы тотыға фосфорлану процесі) биологиялық мембрананың өзінде жүреді. Сондай-ақ, биологиялық мембрана жасушаны қоршап, сыртқы ортадан оқшаулауы арқылы жасушаның морфологиялық тұтастығын сақтайды.
Қос мембраналы:
Митохондриялар (грекше митос — жіп және хондрион — түйіршік) — жіпше және түйіршік тәрізді органоид. Көп клеткаларда олардың қалыңдығы тұрақты (0,5 мкм), ал ұзындығы тұрақсыз (жіпше тәрізді митохондриялар) 7—10 мкм-ге дейін жетеді. Митохондрияның құрамында белоктар (65—70% құрғақ салмағының) липидтер (25—30%), нуклеин қышқылдары (ДНҚ, РІНҚ) витаминдер және т. б. енеді. Митохондрияның құрамына енетін белоктардың көпшілігі — тотығу процесін қамтамасыз ететін, матриксінде және ішкі мембраналарына орналасқан ферменттер. Митохондриялардың қызметі осы ферменттерге байланысты.
Митохондрияның сыртқы мембранасының кұрамындағы белоктар 20% болса, ал ішкі мембранасында 75%-ке дейін жетеді, мұның өзі оның басқа клетканың мембраналарына карағанда ерекшелігін көрсетеді. Митохондрияиың сыртқы мембранасы көрсеткіштері жағынан эндоплазмалық торға ұқсас. Сыртқы мембранада және мембрана аралық кеңістікте тотығу процесіне қатысатын ферменттер аз болады. Сонымен митохондриядағы ферменттер клетканың тыныс алуына қажетті ферменттер болып табылады. Митохондрияның матриксінде «Кребс» цикліне қатысатын ферменттер шоғырланады. Ішкі мембранасында электрондарды тасымалдайтын тізбек және фосфорландыру процесіне қатысатын тасымалдау ферменттері (АДФ-тен АТФ) орналасады. Митохондрияда органикалық субстраттардың тотығуы және АДФ фосфорлануы нәтижесінде АТФ синтезделеді, сондықтан да митохондрияны клетканың күш беретін стаициясы деп атайды. Клеткадағы тотығу және энергия жинау процестері бірнеше кезеңмен жүреді. Митохондрияның негізгі қызметі − энергия көзі − АТФ молекуласын синтездеу.
Пластидтер (грек тілінен plastides - жасайтын, түзейтін) - эукариотты өсімдік жасушасының органоидтары. Әрбір пластидада кос мембраналық құрылысы бар. Олар пішіні, мөлшері, құрылысы мен қызметтері бойынша әртүрлі. Түсі бойынша жасыл пластидтер, (хлоропласттар), сары-ашық қызыл және қызыл. (хромопласттар) және түссіз, (лейкопласттар) ажыратылады. Хлоропласт − қос мембраналы органод. Фотосинтез процесін жүзеге асыратын өсімдіктердің клеткаішілік органоиды. Жарықсыз өсірген өсімдіктерде болатын этиопластар жарықтың әсерінен жасыл түске боялып, хлоропластға айналады. Осы айналу барысында ішкі мембрана қатпарлана өсіп тилакоид (бір қабат мембранадан тұратын жұқа құты-қапшық) түзеді. Тилакоидтар өзара топтасып граналар пайда болады. Тилакоидты граналар жуып, дестелеп қойған тостаған-табақшаны елестетеді. Онда пигменттер, электрон тасымалдағыш тізбек және ферменттер шоғырланады. Тилакоидты граналардан бос кеңістікті строма деп атайды. Хлоропласт тилакоидты граналардың саны бірнешеу. Оларды өзара стромалық тилакоид жалғастырып тұрады. Стромада фотосинтездің биохимиялық реакциялары жүреді. Жоғары сатыдағы өсімдіктерде хлоропласт сопақша, линза тәрізді. Оның ұзындығы 5 − 10 мкм, ені 2− 3 мкм. Әр клеткада шамамен 20−30-дай хлоропласт болса, балдырларда мөлшері өте үлкен, формасыз 1−2 данасы ғана болады.Хлоропластың негізін құрайтын граналарда фотосинтез процесі жүреді. Хлоропласт құрамында нуклеин қышқылдары − ДНҚ, РНҚ және рибосомалар болады. Хлоропласт жасушасында АТФ молекуласы және көмірсулар синтезделеді. Хромопластар (хромо… және грек. plastos − сомдалған) − ішкі құрылысы онша айқындалмаған, пигмент әсерінен сары, қызғылт сары, қызыл, кейде қызыл қоңыр түске боялған өсімдік клеткасы протоплазмасында болатын пластидтер. Хромопластардың пішіні шар, ұршық, орақ тәрізді болады. Хромопластардың түсін әр түрлі пластидтерде шоғырлану пішіні бірдей емес пигмент − каротиноид қамтамасыз етеді. Біреулерінде пигменттер белокты-липидті мембранада ыдырайды; екіншілерінде белок фибриллаларында жинақталады, ал үшіншілерінде кристалл түрінде болады. Хромопластарда қос мембрана болады, олардың көмегімен цитоплазмадан ажырайды. Хромопластардың биологиялық маңызы зор, мұның құрамында биологиялық белсенді заттар − май ыдыратқыш D, E, K витаминдері және А1 провитамині, сондай-ақ тотықтырғыш және гидролиздік фермент болады. Лейкопластар (гр. leukos− ақ және plastos − жасалған) − өсімдік жасушасындағы түрлі пішіндегі, (шар тәріздес, сопақ, эллипса тәріздес және т.б.), түссіз пластидтер. Көптеген жағдайларда күн сәулесінен қалтарыста жатқан ағзаларда, тамырда, түпте, тамырсабақтарда, тұқымда, сирек жарықтандырылатын өсімдіктерде кездеседі. Лейкопластар қабықшасы екі мембранадан тұрады. Лейкопластың ДНҚ-сы, рибосомы, сонымен қатар қордағы заттардың синтезделуін және гидролизделуін жүргізетін ферменттері бар. Лейкопласттардың физиологиялық орыны, органикалық заттарды синтездеу. Қайталанған крахмалды синтездеуші және жинақтаушы Лейкопластар амилопласт деп, майларды синтездеуші, элайопласт деп, белоктар, протеинопласт деп аталады.
Бір мембраналы:
Плазмалық мембрана. Клетка цитоплазмасының сырты плазмолеммамен қапталған. Өсімдіктер мен жануарлар жасушасының цитоплазмасымен тікелей байланысқан ішкі қабатын плазмалемма немесе плазмалық мембрана құрайды. Плазмолемма – қабықшасы өте жұқа, нәруызды молекуладан тұрады. Оның орташа қалыңдығы 6- 10 нм, құрамында ферменттер болады. Ол жасуша мен оны қоршаған орта арасындағы зат алмасу процесін қамтамасыз етеді. Плазмалемманың тасымалдаушы қызметі. Үлкен молекулалар жай өтеді де, кіші молекулалар жылдам өтеді. Плазмолемма - жасуша протоплазмасын қоршаған ортадан бөліп, зат алмасу, тасымалдау, рецепторлық қызметтер атқаратын жасуша қабықшасы. Плазмолемма - плазмалық жарғақтан, жарғақша үсті кешеннен және жарғақ асты тірек-жиырылғыш аппараттан тұрады. Плазмалық жарғақтың негізі бимолекулалы липид қабатынан түзілген. Бұл қабатқа толық немесе жартылай протеин және гликопротеид молекулалары еніп, протеинді-липидті жарғақты түзеді.Бұның құрамындағы протеинді ферменттер жасуша қабықшасынан тыс жатқан заттарды ыдыратып қорытып, мономерлер ретінде жасушаға сіңіреді. Бұл процесс - эндоцитоз (пиноцитоз, фагоцитоз) деп аталады.
ЭПТ.Цитоплазманың барлық ішкі аймағы көптеген ұсақ каналдармен және қуыстармен толтырылған, олардың қабырғалары плазмалық мембрана құрылысына ұқсас мембранадан тұрады. Бұл каналдар тармақталып, бір-бірімен бірігіп тор түзеді, ол эндоплазмалық тор деп аталады. Эндоплазмалық тор құрылысы бойынша бірдей емес. Оның екі типі белгілі кедір-бұдырлы және тегіс. Кедір-бұдырлы тордың бетінде рибосомалар орналасады. Тегіс эндоплазмалық тордың мембраналарында рибосома болмайды. Эндоплазмалық тор әртүрлі қызмет атқарады. Кедір-бұдырлы эндоплазмалық тордың негізгі қызметі – ақуыз синтезіне қатысу, ол рибосомада жүзеге асады. Тегіс эндоплазмалық тордың мембранасында липид және көмірсулардың синтезі жүреді. Барлық бұл өнімдер канал және қуыстарда жинақталады, содан кейін жасушаның әртүрлі органоидтарына тасымалданады.
Эндоплазмалық тор (ЭТ) клеткадағы каналдар мен қуыстардан тұратын таралған тордан тұрады, зат алмасуы қарқынды жүредi, эндоплазмалық тор арқылы мембранадағы синтезделген заттар тасымалданады. Эндоплазмалық тордың орташа көлемi клетканың жалпы көлемiнiң 30-50% -ге дейiн құрайды. Эндоплазмалық тор мембранасының екi түрi бар: тегiс және бұдырлы. Тегiс мембранада май және көмiрсу алмасуына қатысатын ферменттi жүйелер орналасады. Мұндай мембраналар май бездерiнiң клеткаларында көп, ол жерде май синтезi жүредi, бауыр клеткаларында көп, ол жерде гликоген синтезi жүредi (көмiрсу немесе қант) қоректiк заттардың қорына бай клеткаларда көп (өсiмдiк тұқымдары).
Эндоплазмалық тор жасушаның негізгі органоидтарын бірі-бірімен байланыстырады. Американдық биолог К.Портер электрондық микроскоппен жасушаның гиалоплазмасынан микротрабекулалық тор тапқан. Тордың негізін жіңішке талшықтар құрайды. Бұл талшықтардан трабекула жүйесі түзіледі. Трабекула жүйесі – гиалоплазмадағы түтікшелерді, жіпшелерді, мембраналы органоидтерді және плазмалық мембрананы біріктіріп тұратын тор.
Гольджи жиынтығы - ядроға жақын, жасуша орталығын (центриоль) айнала қоршап жататын көпіршік, түтікше тәрізді түзіліс. Гольджи жиынтығы - жасушада заттардың тасымалдануына, қажетсіз соңғы өнімдердің жасушадан шығарылуына қатысады. Гольджи жиынтығының негізгі қызметі эндоплазмалық тормен тікелей байланысты, одан келген заттарды өңдеп, көпіршік түрінде шығарады. Осы көпіршіктер лизосома органоидінің бастамасын береді. Гольджи жиынтығында рибосомалар болмайды, сондықтан да ол ешқашан нәруыз синтездемейді. Алайда онда көмірсулар мен липидтердің синтезі және жаңару процесі болады. Заттардың жасушаішілік тасымалдануы қосалқы қызмет атқарады. Гольджи жиынтығы ең алдымен синтезделген заттарды жарғақшалық көпіршіктерге орналастырады. Көпіршіктерге жасушалардан шығарылуы тиісті зат алмасудың зиянды қалдықтарының да түсуі мүмкін. Көпіршіктер басқа ағза бөліктеріне қажетті заттарды көпіршіктерге орналастырады. Мысалы, мұның гормондар мен азықтық ферменттер болуы да мүмкін. Гольджи жиынтығынан баулықтанған көпіршіктердің экзоцитозы кезінде көпіршіктегілерді жасушадан шығарып, сыртқы жарғақшаларды қалпына келтіреді. Бұл органоид лизосомалар жарғақшаларын да қалыптастырады.
Лизосомалардың құрамында 60-қа жуық гидролиздеуші ферменттер болады. Олар әр түрлі заттар мен мүшелерді ыдыратады. Осыған байланысты лизосомаларды “ас қорыту мүшесі” деп атайды. Лизосомалар эндоплазмалық тор және Гольджи жиынтығының белсенді қызметінен пайда болады. Негізгі қызметі − эндогенді жән экзогенді макромолекулаларды ыдырату.
Лизосома – жануарлар мен саңырауқұлақ клеткасының органелласы, клетка ішінде ас қорыту қызметін атқаратын және гидролиттік ферменттердің қор ретінде жиналатын орны. Оның диам. 0,2 – 0,7 мкм. Лизосома — торшалар органоиды. Олардың құрамына гидролиттік ферменттер тобы — қышқыл фосфатаза, нуклеаза, протеазалар, гликозидазалар т. б. (барлығы 20-дан астам) кіреді. Лизосома торшаның өзінің (аутолиз) және оның ішіне кірген заттардың ыдырауына қатынасады.
Лизосома — торшалар органоиды. Олардың құрамына гидролиттік ферменттер тобы — қышқыл фосфатаза, нуклеаза, протеазалар, гликозидазалар т. б. (барлығы 20-дан астам) кіреді. Лизосома торшаның өзінің (аутолиз) және оның ішіне кірген заттардың ыдырауына қатынасады. Лизосома құрамына кіретін ферменттер торша және белоктарының жетілуіне (процессинг) қатынасады
Вакуольдер (латынша: vacuus-бос) - өсімдік жасушасының цитоплазмасындағы - мембраналармен шектеулі- (тонопластпен) және клетка шырынымен толған қуыстар. Вакуоль эндоплазматикалық ретикулумның локальдық кеңістігінен пайда болады. Олар осы торда өте жіңішке жолақтар ретінде пайда болады да зат алмасу өнімдерінің біртіндеп жиналуынан санын, көлемін үлкейтеді де бірте-бірте жасушаның орталық бір вакуоліне айналады. Ол цитоплазмадан бөлінетін сұйық заттар қоспасының, яғни жасуша шырынының жиналатын орны. Бұл кеңістіктер ретикулумнен бөлініп дөңгелектенеді, ал ретикулумның мембранасы тонопластқа айналады. Вакуольдің түзілуіне шамасы Гольджи аппаратының элементтері де қатыса алады. Вакуольдегі жасуша шырынының химиялық құрамы өсімдіктердің түріне, орналасқан жеріне байланысты өзгеріп отырады. Дегенмен негізгі құрамды бөлігі – су. Шырынның құрамындағы басқа заттарды органикалық және бейорганикалық деп екіге бөлеміз. Органикалық заттар азотты және азотсыз заттар деп тағы жіктеледі.
Азотты органикалық заттар: ақуыздар (протеиндер, протеидтер); амин қышқылдары (аспарагин, триозин, лейцин жене басқалар); алкалоидтар (хинин, морфин, никотин, колхицин, кофеин, кодеин, папаверин және басқалар); гликоалколоидтар (голанин, дигиталин).
Азотсыз органикалық заттар: көмірсулар: моносахаридтер - глюкоза, фруктоза; дисахаридтер - сахароза, мальтоза; полисахаридтер - инулин пектиндер, декстриндер; глюкозидтер: (амигдалин; сапонин; ванилин; соланин, пигменттер, антоциан, антохлор және басқалар); илік заттар (танидтер, катехиндер). Органикалық қышқылдар (қымыздық, алма, вино, лимон жене басқалар) және олардың тұздары - кристалдар (қымыздық және басқа кышқылдардың тұздары), терпеноидтар, эфир майылары және басқалар.
Мембранасыз:
Рибосома (лат. rіbes — ағыс және грек. some — дене) — белок синтезін жүзеге асыратын клеткаішілік органоид. Рибосомалар - екі орташа: үлкен және кіші өлшем бірлігінен тұрады. Нәруыздар биосинтезін (нәруызда амин қышқылдарды қосады) іске асырады. Рибосома тірі организмдердің барлығынан дерлік табылған. Әр клеткада шамамен 1000-нан 10000-ға дейін Рибосомалар болады. Шамамен диам. 20 нм-дей. Рибосомасының 60 — 65%-ы РНҚ және 35 — 40%-ы белоктан, ал 80S Рибосомасының 50%-ы РНҚ-дан, 50%-ы белоктан құралады. Құрылымы жағынан Рибосомалар үлкен және кіші суббөліктерден тұрады.