Ботаника - Андреева И.И.
ISBN 5-9532-0015-3
Скачать (прямая ссылка):
С гиалоплазмой связано неотъемлемое свойство цитоплазмы — движение, которое регулирует обмен веществ. Оно становится более энергичным при усиленной ее деятельности. Различают два типа движения цитоплазмы: струйчатое и вращательное. Струйчатое движение наблюдается в более молодых клетках, где цитоплазма образует постенный слой и тяжи, пересекающие полость клетки и соединенные с цитоплазмой, окружающей ядро. Оно хорошо заметно в волосках тычиночных нитей традесканции, в волосках тыквы, крапивы.
Вращательное, или круговое, движение характерно для более старых клеток с центральной вакуолью, где цитоплазма образует лишь постенный слой. Цитоплазма движется по кругу вдоль стенки в одном направлении, увлекая ядро и хлоропласты, что делает движение более заметным. Оно осуществляется за счет микрофиламентов. Вращательное движение хорошо видно в листьях водных растений — элодеи, валлиснерии.
Скорость движения цитоплазмы незначительна — 1...2 мм/с, но под микроскопом кажется довольно большой. Она зависит от внешних условий и состояния самой клетки. Движение стимулируется повышением температуры (оптимальная температура около 40 °С), освещением, наличием кислорода, спирта или эфира. Ядовитые вещества останавливают движение цитоплазмы.
Многообразные функции цитоплазмы выполняют специализированные обособленные органеллы. Их возможное число в одной клетке: 20 пластид, 700 митохондрий, 400 диктиосом, 500 тыс. рибосом.
Рибосомы. Относятся к числу универсальных органелл, содержатся во всех клетках. В них происходит биосинтез белка. Каждая рибосома состоит из двух субъединиц (большой и малой), на которые может диссоциировать. В состав рибосом эукариот входят четыре молекулы рибосом ал ьной РНК (рРНК) и белки. Молекулы рРНК образуют структурный каркас, с определенными участками которого связаны соответствующие белки. В составе рибосом эукариот около 100 видов белков. Каждый из белков рибосомы пред-
ставлен в ней одной молекулой, осуществляющей свою функцию. Формирование субъединиц рибосом происходит в ядре, сборка — в цитоплазме на молекуле и РНК. Часть рибосом связана специфическими белками большой субъединицы с эндоплазматической сетью. Эти рибосомы синтезируют белки, которые через эндоплазма-тическую сеть поступают в аппарат Гольджи и секретируются клеткой. Рибосомы, расположенные в гиалоплазме, синтезируют белки для собственных нужд клетки. На одной молекуле и РНК могут объединяться 4...40 рибосом, образуя полирибосому (полисому). Число полирибосом в клетке указывает на интенсивность биосинтеза белка.
Остальные органеллы цитоплазмы имеют мембранное строение.
Биологические мембраны играют важную роль в организации и работе цитоплазмы. В особо активных клетках они составляют до 90 % ее сухого вещества. Биологические мембраны содержат липиды, белки и в зависимости от выполняемой функции пигменты, гликолипиды и т.д. Толщина мембран в большинстве случаев
5... 10 нм. Мембраны — это липопротеиновые структуры. Их основу составляет бимолекулярный слой (бислой) фосфолипидов, неполярные гидрофобные хвосты которых погружены в толщу мембран, а полярные гидрофильные группы ориентированы наружу. Молекулы мембранных белков расположены на обеих сторонах липидного бислоя или внедрены в него на различную глубину, некоторые пронизывают мембрану насквозь. Они образуют гидрофильные поры, по которым проходят полярные молекулы. В мембранах встречаются тысячи различных белков, выполняющие разнообразные функции. Среди них структурные белки, белки-ферменты, белки, обеспечивающие преобразование световых квантов при фотосинтезе, распознавание. Две стороны мембраны могут отличаться одна от другой и по составу белков, и по свойствам (рис. 3).
Одно из основных свойств клеточных мембран — их избирательная проницаемость (полупроницаемость): одни вещества проходят через нее с трудом или вообще не проходят, другие — наоборот. Благодаря этому мембраны регулируют поступление веществ в клетку и перемещение внутри нее. мембранное строение органелл обеспечивает огромное увеличение внутренней деятельной поверхности клетки. На мембранах наиболее продуктивно работают многочисленные ферментные системы: концентрирование ферментов, упорядоченное их расположение ускоряют реакции, организуют их сопряжение (принцип конвейера), обеспечивают одновременное прохождение разных процессов. Благодаря мембранам осуществляется компарпшентация протопласта (подразделение на изолированные отсеки, органеллы) эукариотической клетки. Компартмен-тация обеспечивает специализацию отдельных участков цитоплазмы, пространственную организацию биохимических процессов. Создаваемая мембранами микрогетерогенность позволяет синтезировать различные вещества из одних и тех же предшественников в одно время в миниатюрном общем объеме. В каждом типе органелл поддерживается оптимальная концентрация ионов, отличная от их концентрации в других органеллах.
Рис. 3. Схема строения биологической мембраны:
а — внеклеточное пространство; б— цитоплазма; / — бимолекулярный слой липидов; 2 — белковая молекула; 3 — периферическая белковая молекула; 4~ гидрофильная часть белковой молекулы; 5 — гидрофобная область погруженной белковой молекулы; б — углеводная цепь
