Клеточные структуры и их роль в обмене веществ

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]

Так как устойчивость регулируемой системы характеризуется изменением некоторых параметров (которые мы считаем определяющими данную систему) в определенных пределах, то фактически в любой момент в системе идет какой-либо процесс, который затем ограничивается регулятором и сменяется противоположным процессом. Система в сущности качается около положений равновесия, свойственного ее подсистемам и регуляторам. Поэтому устойчивое состояние всей системы отвечает множеству наборов значений параметров в указанных пределах. Насколько можно судить, увеличение числа параметров (повышение степени биологической организации) не связано прямо с величиной интервала допустимых значений и в силу этого повышение уровня организации расширяет число значений, совместимых с существованием системы, если учитывать все параметры. В связи с этим надо обратить внимание на огромную роль именно динамических структур. Если структура возникает и распадается, т. е. характеризуется известным временем жизни, то она наилучшим образом выполняет свои важнейшие функции регулирующего элемента сложной системы. Этот вывод следует из того, что ни одна из структур, ни одно вещество не может возникнуть сразу в абсолютно устойчивом состоянии и проявлять только те свойства, которые требуются для выполнения обязанностей регулятора. Через тот или иной промежуток времени скажутся неконтролируемые системой процессы в самом регуляторе, и регулятор выйдет из строя. Чем короче время его жизни, тем меньше проявится индивидуальных свойств из числа тех, которые не требуются для регулирования и могут нарушить его ход. Таким образом, принцип независимости от материала неразрывно связан с представлением о жизни как об эволюционном процессе в саморегулируемых динамических структурах. Чем быстрее идет обмен в клетках, тем меньше шансов, что нерегулируемые процессы в ее структурах подточат слаженно работающий агрегат клеточных механизмов и понизят ранг всей системы, т. е. разрушат клетку. [c.32]

Успехи современной биохимии. Биологическая химия изучает различные структуры, свойственные живым организмам, и химические реакции, протекающие на клеточном и организменном уровнях. Основой жизни является совокупность химических реакций, обеспечивающих обмен веществ. Таким образом, биохимию можно считать основным языком всех биологических наук. В настоящее время как биологические структуры, так и обменные процессы, благодаря применению эффективных методов, изучены достаточно хорошо. Многие разделы биохимии в последние годы развивались столь интенсивно, что выросли в самостоятельные научные направления и дисциплины. Прежде всего можно отметить биотехнологию, генную инженерию, биохимическую генетику, экологическую биохимию, квантовую и космическую биохимию и т. д. Велика роль биохимии в понимании сути патологических процессов и молекулярных механизмов действия лекарственных веществ. [c.5]

Ядро — важнейшее образование дрожжевой клетки, оно играет главную роль в передаче генетической информации, регулирует обмен веществ, отвечает за дифференциацию клетки, за синтез белка, липопротеидов, содержит хроматин, ответственный за процесс размножения клетки, контролирует образование клеточных структур и т. д. Впервые ядро дрожжей было описано в 1844 г., однако все многообразные функции этой важнейшей структурной единицы клетки еще до конца не изучены. [c.28]

Обмен жиров и образование полиэнов. Жирные кислоты и жиры имеют наиболее близкое отнощение к основному обмену, так как являются структурными элементами клетки, обеспечивающими сохранение раздела сред почти во всех мембранных клеточных структурах (клеточные мембраны, митохондрии, аппарат Гольджи и т. д.). Видимо, липиды, а в особенности стероиды и фосфолипиды, являются не только запасными веществами, хотя и эту роль они тоже играют, а составляют компоненты структурных элементов клетки, обеспечивая определенные механизмы проницаемости, последовательность биохимических реакций и поддержку определенной структурной организации клеточных элементов. Особое значение они имеют для функционирования многочисленных мембранно-связанных энзимов. [c.75]

Во многих бактериальных клетках обнаружены особые мембранные структуры — мезосомы, образовавшиеся в результате впячивания цитоплазматической мембраны внутрь клетки. Роль их до сих пор окончательно не выяснена. Существуют предположения об участии мезосом в важнейших внутриклеточных процессах деления клетки, синтеза веществ клеточной оболочки, энергетическом обмене. [c.44]

Распространенность и важная роль жидких кристаллов в живых тканях не удивительны. Основная деятельность живой клетки — это обмен вешеств, т. е. постоянное поглошение из окружающей среды и выделение в нее веществ. Жидкие кристаллы являются идеальны.м образованием для такого рода деятельности они адсорб-ционно активны, могут растворять многие вещества даже иной молекулярной структуры (в отличие от кристаллов, растворяющих только изоморфные вещества), не изменяя при этом своей жидкокристаллической формы. Сложность строения жидких кристаллов наряду с легкой замещаемостью в них молекул создает необходимое условие для быстрого и легкого обмена молекулами И для удерживания молекул в клетке. Правильно расположенные элементы жидких кристаллов — прекрасная среда для действия виутриклеточных катализаторов, особенно сложных, например катализаторов роста и размножения. Обладая замечательными диэлектрическими свойствами, паракристаллы незаменимы в клеточных оболочках при образовании внутриклеточных гетерогенных плоскостей они регулируют электромоторные отношения, Между леткой и средой, а также между отдельными клетками и тканями, сообщают необходимую инертность составным частям клетки, защищая ее от ферментативного влияния. При соответствующих условиях жидкие кристаллы могут набухать и затем опять сжиматься, не теряя жидкокристаллического строения. Это свойство особенно важно для них, как для протоорганов механической деятельности клеток, сопровождающейся сокращением и последующим расслаблением. [c.116]

При рассмотрении растительной клетки удобно подразделять ее на ядро, хлоропласты, митохондрии и т. д. Как позволили установить биохимические исследования, эти дискретные субклеточные структуры обладают различными функциями, причем каждая из них выполняет свою особую роль в общей деятельности клетки. Когда рассматриваешь огромное разнообразие процессов, осуществляемых в различных фракциях клетки, перестаешь удивляться тому, что для оптимального протекания каждого процесса требуются весьма специфические условия, причем часто эти условия в одном или нескольких отношениях отличаются от условий,обнаруживаемых для других фракций. Таким образом внутри клетки существует множество участков со своими особыми микроусловиями. Границы каждого из таких микроучастков образованы системой полупроницаемых липопротеид-ных мембран, изолирующих эти участки друг от друга. Эти граничные структуры, с одной стороны, способствуют поддержанию постоянных условий в микроучастках, а с другой стороны, они допускают обмен метаболитами и другие связи с окружающей средой. Относительно механизмов действия мембран известно очень немногое. Некоторые явления, такие, например, как перенос неорганических ионов через клеточную мембрану против градиента концентрации, изучаются уже многие годы, но их механизм все еще остается непонятым. Однако мы имеем все основания с уверенностью утверждать, что мембраны — это не просто инертные барьеры для динамических клеточных процессов мембраны являются активными участниками и регуляторами обмена веществ клетки. [c.44]

Клетка окружена клеточной или плазматической мембраной, которая отделяет содержимое клетки от межклеточной среды и выполняет важную роль в метаболизме. Плазматическая мембрана представляет собой трехслойную структуру, состоящую из липидного бислоя, который создает непроницаемый барьер для водорастворимых молекул, и слоя белков, которые как бы "вмонтированы в липидный бислой (рис. 10). Многие белковые молекулы пронизывают мембрану насквозь и функционируют как поры или каналы, через которые транспортируются отдельные вещества в клетку и из нее. Другие белки могут находиться на одной поверхности бислоя липидов и участвовать в обменных процессах. Белки мембран служат рецепторами многих химических сигналов. [c.33]

Число подобных примеров можно было бы умножить. Все они свидетельствуют о том, что становление структуры биополимеров и биокомплексов в значительной мере определяется наличием или отсутствием достаточного количества тех или иных катионов и анионов в клеточном содержимом. Поэтому естественно, что минеральные вещества оказывают огромное влияние на ход ферментативных процессов, обмен различных соединений, формообразовательные процессы и т. п. Роль их в жизнедеятельности организмов очень велика. [c.436]

Согласно концепции М. Я. Школьника не.металл бор в отличие от микроэлементов-металлов не является компонентом или активатором ферментов и характеризуется специфической ролью в жизнедеятельности растений благодаря своей уникальной роли в фенольном обмене. Предполагается, что при недостатке бора в клетках двудольных растений накапливаются фенолы и супероптимальные концентрации ауксинов, что нарушает синтез нуклеиновых кислот и белков затем нарушаются ритм деления клеток и структура клеточных стенок, появляются тератологические (уродливые) изменения в формирующихся листьях конуса нарастания. На заключительной стадии борного голодания под влиянием накапливающихся фенольных соединений возрастает проницаемость тонопласта для полифенолов. Полифенолы выходят из вакуоли в цитоплазму и окисляются полифенолоксидазой до токсичных веществ типа хинонов, которые отравляют растения, приводя к отмиранию конусов нарастания. [c.257]