10. Мембранные системы клетки. Понятие о биоэлектрическом потенциале. 3
Новые мембраны в клетке образуются только на основе существующих уже мембран. Поэтому все мембраны цитоплазмы связаны между собой в единую систему. В нее входят плазмолемма, плазматическая сеть, пластинчатый комплекс, эндосомы, лизосомы, пероксисомы и другие мембранные органоиды.
Плазмолемма (цитолемма, плазматическая мембрана) создает селективный барьер между клеткой и внешней средой. В электронном микроскопе плазмолемма выглядит как типичная биологическая мембрана, состоящая из двух электронноплотных слоев, между которыми находится электроннопрозрачный слой. Общая толщина всех трех слоев в плазмолемме составляет 12-14 нм. Однако надо отметить, что эта трехслойная структура является лишь основой плазмолеммы, поскольку к ней снаружи и изнутри примыкают слабоконтрастируемые молекулярные комплексы.
Плазматическая сеть (эндоплазматический ретикулум) – это канальцы и уплощенные цистерны, стенки которых образованы мембраной толщиной около 7 нм. Мембраны плазматической сети разграничивают цитоплазму на два различных объема — гиалоплазму, которая находится снаружи от цистерн и канальцев, и межмембранное пространство. ПС является местом обновления мембран клетки, поскольку в ней синтезируются и встраиваются в существующие мембраны специфические для них белки и липиды. Мембраны ПС разграничивают пространство цитоплазмы, формируя трехмерные поверхности сложной формы. Эта функция ПС (компартментализация) обеспечивает пространственную организацию метаболизма в клетке. Внутри канальцев ПС осуществляется транспорт и накопление вновь синтезированных веществ, которые необходимы для клетки, а также детоксикация метаболитов. На мембранах ПС происходит также синтез веществ, которые выводятся из клетки для нужд всего организма.
Пластинчатый комплекс (аппарат Гольджи) представляет собой специализированную часть мембранной системы клетки, которая выполняет интегративные функции по отношению к ПС и другим мембранным органоидам. Он состоит из диктиосом – стопок прилегающих друг к другу уплощенных цистерн, которые окружены одномембранными пузырьками различного размера и особой зоной гиалоплазмы. При наличии одной диктиосомы пластинчатый комплекс располагается всегда в определенном месте цитоплазмы около клеточного центра. В цистернах диктиосом происходит синтез полисахаридов и ковалентная сшивка их с молекулами белков, поступающих сюда из ПС. Наряду с обеспечением анаболических процессов в секреторных клетках пластинчатый комплекс принимает участие и в катаболических процессах, являясь местом образования лизосом и пероксисом.
Лизосомы представляют собой пузырьки диаметром от 100 нм до нескольких микрометров, которые обнаруживаются в цитоплазме клеток простейших, растений и животных. Они содержат широкий набор гидролитических ферментов, способных расщеплять любые биогенные вещества – белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и липиды. Лизосомы представляют особый тип мембранного органоида, который осуществляет в клетке процессы распада. В специализированных клетках лизосомы могут обеспечивать внутриклеточное пищеварение, защиту от микроорганизмов и их продуктов, реконструкцию клетки. При осуществлении этих функций лизосомы взаимодействуют с другими мембранными органоидами – ПС, пластинчатым комплексом, эндосомами, включениями и плазмолеммой.
Кроме плазматической сети, пластинчатого комплекса и лизосом к мембранной системе относятся и другие одномембранные органоиды – пероксисомы, эндосомы, секреторные везикулы и гранулы, а также характерные для растительных клеток вакуоли и сферосомы.
Биоэлектрические потенциалы (биотоки) – электрические явления, наблюдаемые в живых клетках в покое и при физиологической деятельности.
Возникновение в живых клетках электрических потенциалов и обусловленных ими биотоков связано с физико-химическими свойствами клеточных мембран и компонентов цитоплазмы (аминокислот, белков, ионов). Между наружной поверхностью клеточной мембраны и внутренним содержимым клетки существует всегда разность потенциалов, которая создается в силу различной концентрации ионов К+, Na+, Cl- внутри и вне клетки и различной проницаемости для них клеточной мембраны. Эта разность потенциалов называется «током покоя», или мембранным потенциалом, и составляет в среднем 60–90 мВ.
При возбуждении живой клетки происходят изменения исходного мембранного потенциала за счет изменения проницаемости мембраны и перемещения ионов. В клетках возбудимых тканей (мышечной, нервной) эти процессы могут происходить в очень короткие интервалы времени (миллисекунды) и называются «током действия». Величина его может достигать 120 мВ.
23. Понятие о раздражимости клетки. Формы проявления раздражимости у растений. 5
…
45. Способы физиологического контроля водообеспеченности растений. 7
…
51. Причины движения устьичных клеток. 11
…
52. Фотоактивная, гидроактивная и гидропассивная реакция устьиц. 12
…
69. Источники углерода для растений. Усвоение углекислоты и лучистой энергии Солнца при фотосинтезе. 12
…
79. Интенсивность фотосинтеза и продуктивность. 14
…
91. Аэробная фаза дыхания, ее суть. Роль воды в окислении пировиноградной кислоты. 18
…
Список литературы 23