Sitosol adalah prinsip kompartementalisasi volume sel. Kompartemen sel dan pembagian kerja. Satuan pengukuran sel. Protein membran dan lipid

Keteraturan tinggi dari isi internal sel eukariotik dicapai dengan kompartementasi volumenya dibagi menjadi “sel” yang berbeda dalam rincian komposisi kimianya (enzim). Kompartmentasi mendorong pemisahan spasial zat dan proses di dalam sel.

Sudut pandang yang diterima saat ini adalah bahwa membran terdiri dari lapisan lipid bimolekuler. Daerah hidrofobik molekulnya menghadap satu sama lain, dan daerah hidrofilik terletak di permukaan lapisan. Bervariasi molekul protein tertanam di lapisan ini atau ditempatkan pada permukaannya.

Karena kompartemensi volume sel dalam sel eukariotik, terjadi pembagian fungsi antara struktur yang berbeda. Pada saat yang sama, berbagai struktur secara alami berinteraksi satu sama lain.

8. Struktur sel eukariotik: alat permukaan, protoplasma (inti dan sitoplasma).

Bagian utama dari peralatan permukaan sel adalah plasma atau membran biologis (membran sitoplasma). Membran sel adalah komponen terpenting dari isi sel yang hidup, dibangun berdasarkan prinsip umum. Beberapa model struktur telah diusulkan. Menurut model mosaik fluida yang diusulkan pada tahun 1972 oleh Nicholson dan Singer, membran mencakup lapisan bimolekuler fosfolipid, yang mencakup molekul protein. Lipid adalah zat yang tidak larut dalam air yang molekulnya memiliki dua kutub: hidrofilik dan hidrofobik. Dalam membran biologis, molekul lipid dari dua lapisan paralel saling berhadapan dengan ujung hidrofobiknya. Dan kutub hidrofilik tetap berada di luar, yang membentuk permukaan hidrofilik. Pada permukaan membran, bagian luar dan dalam, protein terletak pada lapisan TERUS MENERUS, ada 3 golongan diantaranya: perifer, terendam (semi integral), tembus (integral). Kebanyakan protein membran adalah enzim. Protein yang terendam membentuk konveyor biokimia pada membran, tempat terjadinya transformasi zat. Posisi protein yang terkubur distabilkan oleh protein perifer. Protein penetrasi memastikan transfer zat dalam dua arah: melalui membran ke dalam sel dan kembali. Ada dua jenis: pembawa dan pembentuk saluran. Pembentuk saluran melapisi pori-pori yang berisi air tempat zat anorganik terlarut berpindah dari satu sisi membran ke sisi lainnya. Pada permukaan luar membran plasma sel hewan, molekul protein dan lipid berhubungan dengan rantai karbohidrat bercabang, membentuk glikokaliks, supramembran, lapisan tak hidup, produk limbah sel. Rantai karbohidrat bertindak sebagai reseptor (pengenalan antar sel - teman atau musuh). Sel memperoleh kemampuan untuk merespons secara spesifik terhadap pengaruh eksternal. Lapisan supramembran pada bakteri mengandung murein, dan pada tumbuhan mengandung selulosa atau pektin. Di bawah membran plasma pada sisi sitoplasma terdapat lapisan kortikal (permukaan) dan struktur fibrilar intraseluler yang memberikan stabilitas mekanis membran.

Inti sel terdiri dari membran, sari inti, nukleolus dan kromatin. Peran fungsional selubung nuklir terdiri dari isolasi materi genetik (kromosom) sel eukariotik dari sitoplasma dengan berbagai reaksi metabolisme, serta pengaturan interaksi bilateral antara nukleus dan sitoplasma. Selubung inti terdiri dari dua membran yang dipisahkan oleh ruang perinuklear. Yang terakhir dapat berkomunikasi dengan tubulus retikulum sitoplasma.

Dasarnya jus nuklir, atau matriks, membuat protein. Getah nuklir membentuk lingkungan internal nukleus, dan karenanya memainkan peran penting dalam memastikan berfungsinya materi genetik secara normal.

Nukleolus mewakili struktur di mana pembentukan dan pematangan terjadi ribosom RNA (rRNA). Area seperti itu pada kromosom metafase tampak seperti penyempitan dan disebut penyempitan sekunder.

Struktur kromatin berupa gumpalan, tersebar di nukleoplasma merupakan bentuk interfase dari keberadaan kromosom sel.

DI DALAM sitoplasma membedakan zat utama (matriks, hialoplasma), inklusi dan organel. Substansi dasar sitoplasma mengisi ruang antara plasmalemma, selubung inti dan struktur intraseluler lainnya. Protein terpenting diwakili oleh enzim glikolisis, metabolisme gula, basa nitrogen, asam amino dan lipid.

Substansi utama sitoplasma harus dianggap dengan cara yang sama seperti sistem koloid kompleks yang mampu bertransisi dari keadaan seperti sol (cair) ke keadaan seperti gel. Dalam proses transisi seperti itu, pekerjaan telah selesai.

9. Peralatan permukaan sel. Struktur dan fungsi. Membran biologis. Struktur dan fungsinya. Transportasi zat: aktif dan pasif.

Peralatan permukaan sel terdiri dari 3 subsistem - membran plasma, kompleks supra-membran (glikokaliks atau dinding sel) dan peralatan muskuloskeletal submembran.

Fungsi utamanya ditentukan oleh posisi perbatasannya dan meliputi:

1) fungsi penghalang (diskriminasi);

2) fungsi pengenalan sel lain dan komponen zat antar sel;

3) fungsi reseptor, termasuk interaksi dengan molekul pemberi sinyal

4) fungsi transportasi;

5) fungsi pergerakan sel melalui pembentukan pseudo-, filo- dan lamellipodia).

Membran biologis Mereka membatasi sitoplasma dari lingkungan, dan juga membentuk cangkang inti, mitokondria dan plastida. Mereka membentuk labirin retikulum endoplasma dan tumpukan vesikel pipih yang membentuk kompleks Golgi. Membran membentuk lisosom, vakuola besar dan kecil sel tumbuhan dan jamur, serta vakuola protozoa yang berdenyut. Semua struktur ini adalah kompartemen (kompartemen) yang ditujukan untuk proses dan siklus khusus tertentu.

Membran plasma atau plasmalemma, adalah membran paling konstan, mendasar, universal untuk semua sel. Ini adalah film tipis yang menutupi seluruh sel

Molekul fosfolipid tersusun dalam dua baris - dengan ujung hidrofobik ke dalam, kepala hidrofilik menuju lingkungan berair internal dan eksternal. Di beberapa tempat, lapisan ganda (lapisan ganda) fosfolipid ditembus oleh molekul protein (protein integral). Di dalam molekul protein tersebut terdapat saluran – pori-pori yang dilalui zat yang larut dalam air. Molekul protein lain menembus separuh lapisan lipid pada satu sisi atau sisi lainnya (protein semi-integral). Ada protein perifer pada permukaan membran sel eukariotik. Molekul lipid dan protein disatukan karena interaksi hidrofilik-hidrofobik.

Fungsi membran biologis adalah sebagai berikut:

1. Penghalang. Mereka membatasi isi sel dari lingkungan luar dan isi organel dari sitoplasma.

2. Transportasi. Mereka memastikan pengangkutan zat masuk dan keluar sel, dari sitoplasma ke organel dan sebaliknya.

3. Reseptor. Mereka bertindak sebagai reseptor (menerima dan mengubah sinyal dari lingkungan, mengenali zat sel, dll.).

4. Menstabilkan.

5. Peraturan.

Transportasi zat:

Aliran zat melalui membran tergantung pada ukuran zat tersebut. Molekul kecil melewati transpor aktif dan pasif, pengangkutan makromolekul dan partikel besar dilakukan melalui pembentukan vesikel membran melalui endositosis dan eksositosis. Transportasi pasif - (tanpa energi) difusi sepanjang gradien konsentrasi; difusi terfasilitasi melalui saluran di membran yang dibentuk oleh protein. Transportasi aktif (konsumsi energi ATP) dengan partisipasi protein pembawa melawan gradien konsentrasi.

Endositosis adalah pengangkutan makromolekul melalui plasmalemma. Menurut keadaan agregasi zat yang diserap, mereka diisolasi pinositosis(menangkap dan mengangkut cairan atau senyawa yang terlarut dalam cairan oleh sel) dan fagositosis(menangkap dan mengangkut partikel padat). Fagositosis dan pinositosis juga mengacu pada transpor aktif. Fagositosis– penyerapan zat organik padat oleh sel. Begitu berada di dekat sel, partikel padat dikelilingi oleh pertumbuhan membran, atau depresi membran terbentuk di bawahnya. Akibatnya, partikel tersebut tertutup dalam vesikel membran - fagosom - di dalam sel.

Pinositosis- Ini adalah proses penyerapan oleh sel tetesan kecil cairan dengan zat berbobot molekul tinggi yang terlarut di dalamnya. Hal ini dilakukan dengan menangkap tetesan ini melalui pertumbuhan sitoplasma. Tetesan yang ditangkap direndam dalam sitoplasma dan diserap di sana.

10. Protoplasma. Organisasi dan fungsi. Peran perubahan keadaan agregatif sitoplasma dalam kehidupan sel (transisi sol-gel). Konsep biokoloid.

Protoplasma adalah isi sel hidup, termasuk inti dan sitoplasmanya.

Ketika berinteraksi dengan lingkungan, sel berperilaku sebagai struktur integral.

Sifat-sifat protoplasma dianggap memainkan peran penting dalam penyatuan fungsional komponen struktural dan kompartemen sel. Secara umum, biasanya dianggap sebagai sistem koloid multifase khusus atau biokoloid.

Peran penting dalam penyatuan fungsional komponen struktural dan kompartemen sel adalah milik sifat-sifat protoplasma hidup. Secara umum, biasanya dianggap sebagai sistem koloid multifase khusus, atau biokoloid. Biokoloid berbeda dari sistem koloid dangkal dalam kompleksitas fase terdispersi. Hal ini didasarkan pada makromolekul, yang terdapat dalam struktur padat (organel) yang terlihat secara mikroskopis, atau dalam keadaan terdispersi, dekat dengan larutan atau struktur seperti jaringan longgar seperti gel.

Menjadi larutan koloid dalam pengertian fisikokimia, biokoloid, karena adanya lipid dan partikel besar, secara bersamaan menunjukkan sifat emulsi dan suspensi. Berbagai “pengotor” mengendap di permukaan makromolekul yang luas, yang menyebabkan perubahan keadaan agregat protoplasma.

Di antara kutub ekstrim organisasi protoplasma dalam bentuk gel kental dan larutan terdapat keadaan transisi. Selama transisi ini, pekerjaan dilakukan, sebagai akibatnya berbagai transformasi intraseluler dilakukan - pembentukan membran, perakitan mikrotubulus atau mikrofilamen dari subunit, pelepasan sekresi dari sel, perubahan geometri molekul protein. , menyebabkan penghambatan atau peningkatan aktivitas enzimatik. Ciri khas biokoloid juga adalah bahwa dalam kondisi fisiologis, transisi protoplasma dari satu keadaan agregasi ke keadaan agregasi lainnya (karena adanya mekanisme enzimatik khusus) bersifat reversibel.

Sifat biokoloid ini memberi sel kemampuan, dengan adanya energi, untuk berulang kali melakukan kerja sebagai respons terhadap rangsangan.

Fungsi

Dalam kompartemen yang dikelilingi oleh lapisan ganda lipid, nilai κ yang berbeda mungkin ada dan sistem enzimatik yang berbeda dapat berfungsi. Prinsip kompartementalisasi memungkinkan sel melakukan berbagai proses metabolisme secara bersamaan.

Sitosol mitokondria mengandung lingkungan oksidatif di mana NADH dioksidasi menjadi NAD+.

Inti dari prinsip kompartementalisasi dapat dianggap sebagai aparatus Golgi, di dalam diktiosom di mana berbagai sistem enzimatik beroperasi, yang melakukan, misalnya, berbagai tahap modifikasi protein pasca-translasi.

Klasifikasi

Tiga kompartemen seluler utama diklasifikasikan:

1. Kompartemen nuklir yang berisi nukleus
2. Ruang tangki retikulum endoplasma (transisi ke lamina inti)
3. Sitosol

Prokariota

Dalam sel mana pun ada dua mikrokompartemen umum yang dipisahkan oleh membran kesatuan - sitoplasma dan eksoplasma. Bakteri dengan morfotipe gram negatif juga memiliki mikrokompartemen umum ketiga - kompartemen periplasma, yang terletak di antara membran sitoplasma dan membran luar.Pinevich A. V. Mikrobiologi: Biologi Prokariota, Volume I, Rumah Penerbitan Universitas Negeri St.Petersburg, 2006 .

Kadang-kadang kompartemen mikro khusus terletak di beberapa kompartemen umum sekaligus, yaitu memiliki lokalisasi campuran. Salah satu contohnya adalah undulopodia.

Lihat juga

Catatan

Yayasan Wikimedia. 2010.

Lihat apa itu “Kompartementalisasi” di kamus lain:

kompartementalisasi- Kehadiran dalam cakram imajinal serangga dari kelompok sel yang tidak tumpang tindih (kompartemen, atau poliklon), menempati posisi tertentu dalam cakram dan berkembang sepanjang jalur seluler "sendiri"; perkembangan setiap kompartemen berada di bawah ... Panduan Penerjemah Teknis

Kompartementalisasi kompartementalisasi. Kehadiran dalam cakram imajinal serangga dari kelompok sel yang tidak tumpang tindih (kompartemen, atau poliklon ), menempati posisi tertentu di disk dan mengembangkan... ... Biologi molekuler dan genetika. Kamus.

Kompartmentalisasi- g) prosedur kompartementalisasi yang dilakukan oleh otoritas yang berwenang atau badan yang berwenang dalam interaksi dengan produsen (produsen) produk di negara tersebut untuk menentukan subpopulasi hewan dan organisasi yang terlibat... ... Terminologi resmi

Istilah ini memiliki arti lain, lihat Siaran. Terjemahan (dari bahasa Latin terjemahan translatio) adalah proses sintesis protein dari asam amino pada matriks RNA informasi (pembawa pesan) (mRNA, mRNA), yang dilakukan oleh ribosom.... ... Wikipedia

Kompartemen dibagi menjadi dua kelompok utama - umum dan khusus. Fungsi yang mereka lakukan juga dibagi menjadi umum dan khusus.

Kompartemen mikro umum diperlukan untuk kehidupan sel, karena fungsi-fungsi mendasar dijalankan atas dasar tersebut. Misalnya fungsi penyimpanan, reproduksi dan pengolahan rangkaian gen, serta fungsi biogenesis struktur seluler, transportasi dan metabolisme.

Dalam sel mana pun ada dua mikrokompartemen umum yang dipisahkan oleh membran kesatuan - sitoplasma dan eksoplasma. Bakteri dengan morfotipe gram negatif juga memiliki mikrokompartemen umum ketiga - kompartemen periplasma, yang terletak di antara membran sitoplasma dan membran luar.

Di dalam kompartemen mikro umum sitoplasma terdapat beberapa kompartemen mikro umum yang tidak memiliki batas membrannya sendiri. Ini termasuk organel translasi - ribosom, serta organel pemrosesan pasca-transkripsi dan pasca-translasi yang ukurannya serupa - dergadosom, pendamping, dan proteasom.

Kompartemen mikro khusus menjalankan fungsi adaptif, dan kehadirannya di dalam sel tidak berfungsi sebagai syarat untuk mempertahankan kelangsungan hidup.

Kompartemen mikro khusus terletak di dalam kompartemen mikro umum; karenanya, mereka dibagi menjadi

1. kompartemen sitoplasma
2. kompartemen periplasma
3. kompartemen eksoplasma

Kadang-kadang kompartemen mikro khusus terletak di beberapa kompartemen umum sekaligus, yaitu memiliki lokalisasi campuran. Salah satu contohnya adalah flagel yang berputar.

Lihat juga

Tautan

Pinevich A.V. Mikrobiologi: Biologi Prokariota, Volume I, Rumah Penerbitan Universitas Negeri St. Petersburg, 2006

Yayasan Wikimedia. 2010.

Lihat apa itu “Kompartemen seluler” di kamus lain:

Dinding sel bakteri gram negatif Ruang periplasma kompartemen terpisah sel gram negatif ... Wikipedia

Dinding sel bakteri gram negatif Ruang periplasma adalah kompartemen terpisah dari sel bakteri gram negatif. Ini adalah volume yang tertutup antara plasma dan membran luar. Isi... ...Wikipedia

Foto diambil dengan mikroskop elektron transmisi. Penutup sel cyanobacterium Phormidium uncinatum. Membran sel (CW) terdiri dari, membran sitoplasma (CM), peptidogl... Wikipedia

Istilah ini memiliki arti lain, lihat Sel (arti). Sel darah manusia (HBC) ... Wikipedia

Istilah ini memiliki arti lain, lihat Protein (arti). Protein (protein, polipeptida) adalah zat organik bermolekul tinggi yang terdiri dari asam alfa amino yang dihubungkan dalam suatu rantai melalui ikatan peptida. Pada organisme hidup... ... Wikipedia

Kristal dari berbagai protein tumbuh di stasiun luar angkasa Mir dan selama penerbangan ulang-alik NASA. Protein yang sangat murni membentuk kristal pada suhu rendah, yang digunakan untuk mendapatkan model protein. Protein (protein, ... ... Wikipedia

Istilah Biologi dikemukakan oleh naturalis dan evolusionis terkemuka Perancis Jean Baptiste Lamarck pada tahun 1802 untuk menyebut ilmu kehidupan sebagai fenomena alam yang khusus. Saat ini biologi adalah ilmu kompleks yang mempelajari... ... Wikipedia

Artikel ini membahas tentang metode pengobatan. Untuk kondisi patologis, lihat Emboli. Foto mikro bahan embolisasi di arteri ginjal diangkat karena kanker... Wikipedia

Sel-sel eukariotik dibagi menjadi daerah-daerah tertutup membran yang berbeda secara fungsional yang disebut kompartemen. Membran intraseluler membungkus sekitar setengah dari total volume sel ke dalam kompartemen intraseluler yang berbeda.

Membran internal sel eukariotik memungkinkan spesialisasi fungsional membran yang berbeda, yang merupakan faktor penting dalam memisahkan berbagai proses yang terjadi di dalam sel.

Kompartemen intraseluler yang umum untuk semua sel eukariotik ditunjukkan pada Gambar. 8-1.

Sekitar setengah dari seluruh membran sel dibatasi oleh rongga seperti labirin

Terakhir, peroksisom adalah vesikel kecil yang mengandung banyak enzim oksidatif.

Setiap protein organel yang baru disintesis berpindah dari ribosom ke organel melalui jalur khusus yang ditentukan oleh peptida sinyal atau wilayah sinyal. Penyortiran protein dimulai dengan segregasi primer, di mana protein tetap berada di sitosol atau dipindahkan ke kompartemen lain. Protein yang memasuki RE mengalami penyortiran lebih lanjut saat diangkut ke aparatus Golgi dan kemudian dari aparatus Golgi ke lisosom, vesikel sekretorik, atau membran plasma. Beberapa protein tetap berada di RE dan berbagai sisterna aparatus Golgi. Protein yang ditujukan ke kompartemen lain tampaknya memasuki vesikel pengangkut, yang terlepas dari satu kompartemen dan menyatu dengan kompartemen lainnya.

Ketika sel bereproduksi dan membelah, ia harus menduplikasi organel yang terikat membran. Hal ini biasanya terjadi dengan meningkatkan ukuran organel tersebut dengan memasukkan molekul baru ke dalamnya. Organel yang membesar kemudian membelah dan didistribusikan ke dua sel anak.

Untuk pembentukan organel membran, informasi DNA saja yang menentukan protein organel saja tidak cukup. Informasi "epigenetik" juga diperlukan. Informasi ini ditransfer dari sel induk ke keturunannya dengan organel itu sendiri. Mungkin, informasi tersebut diperlukan untuk menjaga kompartemen sel, sedangkan informasi yang terkandung dalam DNA diperlukan untuk “reproduksi” urutan nukleotida dan asam amino.

Sel eukariotik lebih besar dari prokariotik dan strukturnya lebih kompleks, mereka mengandung lebih banyak organel yang berbeda. Sel eukariotik sering disamakan dengan sebuah pabrik, di mana setiap mesin dan pekerja melakukan tugasnya sendiri, namun semuanya memiliki tujuan yang sama.

Efisiensi yang lebih tinggi dicapai di sini karena " pembagian kerja" Di dalam sel, setiap organel menjalankan fungsi khususnya, yang ditentukan oleh struktur dan potensi biokimianya.

Mitokondria, misalnya, memainkan peran “pembangkit tenaga sel” - mereka memasok energi dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP), yang disintesis selama respirasi. Struktur spesifik mitokondria memungkinkan mereka melakukan hal ini dengan sangat efektif.

Sel, sebagai satu kesatuan, sebenarnya terbagi menjadi beberapa kompartemen, atau kompartemen yang terpisah.

Seringkali terjadi kompartementalisasi seperti itu menyediakan membran sel. Sebagian besar organel dikelilingi oleh membran. Ini melakukan fungsi yang sama seperti membran plasma, mengatur pertukaran bahan kimia antara sel dan lingkungannya; Berkat membran ini, setiap organel mempertahankan kumpulan bahan kimia uniknya sendiri dan mengalami reaksi kimia khusus yang unik. Mikroskop elektron memberikan kesempatan untuk mengenal organisasi struktural sel yang lebih halus, yang akan kita bahas di artikel terkait.

Unit Sel

Sebelum kita melihat struktur sel individu, penting untuk mengingat bahwa sel sangatlah kecil, dan membuat daftar satuan pengukuran yang akan kita gunakan untuk mendeskripsikannya. Yang paling umum digunakan untuk tujuan ini satuan pengukuran digabungkan di meja.

Gambar menunjukkan bakteri di ujung peniti, diameternya sekitar 100 mikron (µm adalah sebutan huruf untuk mikrometer). Batas bawah yang masih dapat dilihat oleh mata telanjang manusia adalah 50-100 mikron. Rambut tertipis di tubuh manusia memiliki diameter sekitar 30 mikron. Ukuran sel eukariotik sangat bervariasi (sel alga terbesar mencapai diameter 50 mm!), tetapi rata-rata diameter sel hewan sekitar 20, dan sel tumbuhan - 40 mikron.

Diameter mitokondria rata-rata dan bakteri adalah 1 mikron (ini berguna untuk diingat sebagai ukuran perbandingan yang mudah). Organel seluler terkecil, ribosom, memiliki diameter sekitar 20 nm. Diameter untai DNA adalah 2 nm, dan atom terkecil (atom hidrogen) adalah 0,04 nm.