ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Строение и состав клеточных структур из "Биохимия сельскохозяйственных растений" Еще недавно некоторые физиологи считали, что жизнь есть следствие особых свойств молекул протоплазмы. Однако с развитием биохимии было установлено, что хотя в протоплазме содержатся самые разнообразные вещества, многие из которых (белки, нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды) имеют очень сложное строение, ни одно из этих веществ в чистом виде не обладает свойствами живой клеткп. [c.26] Различные клетки многоклеточных организмов отличаются друг от друга, однако каждая растительная клетка имеет общие черты строения и в каждой находятся общие внутриклеточные структуры, выполняющие аналогичные функции. Каждая растительная клетка состоит из цитоплазмы и ядра. Цитоплазма окружена клеточной оболочкой, а ядро — ядерной оболочкой. Цитоплазма — это очень сложная коллоидная система. Дисперсной средой ее служит вода, в которой растворены минеральные соли, сахара, аминокислоты, органические кислоты и многие другие вещества. Во взвешенном состоянии в цитоплазме находятся различные включения и большое число органелл, или структур, разного состава и размера. В последнее время с помощью дифференциального центрифугирования, электронной микроскопии, и других методов исследования удалось установить огромную роль этих структур в обмене веществ и энергии в живых организмах. [c.27] На основании данных оптической и электронной микроскопии строение растительной клетки можно представить следующим образом (рис. 1). [c.28] Клеточные ядра, хлоропласты, митохондрии и микросо.мы— это очень сложные структурные образования. В различных клеточных структурах и в основном веществе цитоплазмы главнейшими структурными элементами, которые определяют характер их строения, являются мембраны. Они есть во всех клеточных структурах и определяют многие специфические свойства леточных структур. [c.28] Выделение и очистка отдельных клеточных структур проводятся чаще всего дифференциальным центрифугированием. Этот метод основан на том, что при центрифугировании гомо-генатов клеток клеточные фрагменты, обладающие большим удельным весом, осаждаются быстрее, чем частицы, или фрагменты, с меньшим удельным весом. Более крупные частицы осаждаются быстрее более мелких частиц с тем же удельным весом. Проводя центрифугирование при различных скоростях, можно разделить отдельные клеточные структуры, отличающиеся по удельному весу или размерам. [c.28] В результате фракционирования гомогенатов тканей получают фракции, в которых содержатся различные клеточные структуры. Ядра и хлоропласты осаждаются при ускорении до 1000 , митохондрии при 10 000—20 000, микросомы при 20 000— 140 000 Фракцию, не осаждаемую при 140 000 называют клеточным соком. [c.29] Благодаря наличию микро- и макроструктур биохимические процессы обмена веществ и энергии в клетках оказываются пространственно разобщенными и строго локализованными в отдельных участках клетки каждый тип клеточных структур выполняет определенные, свойственные ей биохимические функции. Именно в этих клеточных структурах протекают биохимические реакции и процессы, которые в наибольшей степени необходимы для жизнедеятельности организмов поглощение энергии -при фотосинтезе, выделение и сохранение энергии при окислении органических веществ (новообразование молекул АТФЬ синтез белков и др. Кратко рассмотрим строение и состав внутриклеточных частиц, в которых идут основные биохимические процессы. [c.29] Изучение структуры мембран митохондрий методами рант-гено-структурного анализа и электронной микроскопии позволило сделать заключение, что темные слои стенок мембраны (рис. 3,1/) соответствуют слоям белка, а более светлые — бимолекулярным слоям липоидов. Общая картина строения мембранных стенок митохондрий в настоящее время представляется такой, какой она показана а рисунке 2 ,VI. Каждая мембрана состоит из двух слоев белковых молекул и заключенных между ними двух слоев липидов. На этих белковых и липидных слоях адсорбированы ферменты, которые катализируют биохимические реакции в митохондриях. [c.30] Митохондрии — Полноценные функциональные структурные единицы, они содержат все необходимые для выполнения их функций ферменты и вещества. Выделенные из клеток митохондрии при помещении в соответствующие условия способны нормально функционировать, если их структура не нарушена. Продолжительность жизни митохондрий около 10 дней, и в живой клетке постоянно идет их синтез. [c.31] Пластиды — внутриклеточные структуры округлой формы размером 3—10 1. Среди пластид наибольшее значение в жизнедеятельности клеток имеют хлоропласты и меньшее—хромопласты и лейкопласты. В хлоропластах содержится 65—75% воды и 25—35% сухого вещества. В сухом веществе 35—50% занимают белки, 30—35% липиды, около 10% зола, 4—5% хлорофилл, 1—2% нуклеиновые кислоты. Кроме того, в хлоропластах содержится небольшое количество углеводов, а также витамины и не.которые другие соединения. В хромопластах липиды могут составлять 55%, а в лейкопластах — 20—25% в содержании остальных веществ (кроме хлорофилла) между хлоропластами, хромопластами и лейкоиластами существенных различий не наблюдается. [c.31] На рисунке 4 представлена электронная микрофотография хлоропласта кукурузы при увеличении в 30 000, на рисунке 5— хлоропласт кукурузы при увеличении в 270 000. На обоих рисунках видна пластинчатая структура хлоропластов. Исследования показали, что пластинки хлоропластов имеют форму дисков, которые соединены краями так, что они оказываются пустотелыми и образуют своеобразные мембраны. Элементарная мембрана имеет толщину 65—70А. [c.33] Схема строения пластинок хлоропластов показана на рисунке 6. Пластинка состоит из двух структурно асимметричных элементарных мембран, каждая элементарная мембрана включает пять слоев 1) слой белка, 2) слой структурно упорядоченных молекул хлорофилла, связанных с белком, в которых остатки спирта фитола обращены внутрь мембраны, 3) слой каро-тиноидов, связанных с хлорофиллом, 4) слой фосфолипидов и 5) белковый слой. Фосфолипиды связаны с белком своими гидрофильными группами. [c.33] Рибосомы выделены из клеток проростков бобов и гороха, зародышей пшеницы, клевера и из многих других объектов. Рибосомы в клетках могут находиться в свободном состоянии или быть связанными с эндоплазматической сетью. [c.35] Белки рибосом характеризуются относительно низким молекулярным весом и обладают щелочными свойствами. При изучении нуклеиновых кислот было установлено, что в каждой рибосоме содержатся только две молекулы рибонуклеиновой кислоты с молекулярным весом 500 000—1000 000. При разделении рибосомы на две субъединицы каждая содержит только одну молекулу рибонуклеиновой кислоты, связанную с несколькими белковыми молекулами. [c.36] В настоящее время считается, что рибосома представляет пористую сферическую частицу с высокой степенью гидратации. Эта частица состоит из двух молекул рибонуклеиновой кислоты и белковых молекул, обладающих щелочными свойствами. [c.36] Рибосомы катализируют биосинтез белков, в том числе и ферментов. Показано, что выделенные из клеток и очищенные рибосомы способны синтезировать белки. [c.36] Синтез белков из аминокислот происходит в четыре стадии активирование аминокислот соединение аминокислот с рибонуклеиновой кислотой образование пептидной связи освобождение синтезированной молекулы белка от рибосомы. [c.36] Рибосомы катализируют третью стадию синтеза белка. Именно в рибосоме аминокислоты соединяются друг с другом и образуют полипептидную цепь. [c.36] Вернуться к основной статье