Kasviston ja eläimistön edustajien kudoksia muodostavilla soluilla on merkittäviä eroja koossa, muodossa ja ainesosissa. Niissä kaikissa on kuitenkin yhtäläisyyksiä kasvun, aineenvaihdunnan, elintärkeän toiminnan, ärtyneisyyden, muutoskyvyn ja kehityksen pääpiirteissä. Seuraavaksi tarkastellaan lähemmin kasvisolun rakennetta (taulukko pääkomponenteista annetaan artikkelin lopussa).
Lyhyt historiallinen tausta
Osmoottisen shokin avulla vuonna 1925 Grendel ja Gorter saivat tyhjiä erytrosyyttikuoria, niiden niin kutsuttuja "varjoja". Ne pinottiin pinoon määrittäen niiden pinta-alan. Lipidit eristettiin käyttämällä asetonia. Niiden lukumäärä erytrosyyttien pinta-alayksikköä kohti määritettiin myös. Laskelmien virheistä huolimatta pääteltiin satunnaisesti oikea tulos ja lipidikaksoiskerros löydettiin.
Yleistä tietoa
Biologia tutkii kasviston ja eläimistön edustajien kudoselementtien kehitystä ja kasvua. Kasvisolun rakenne on monimutkainenkolme erottamattomasti toisiinsa liittyvää komponenttia:
- Ydin. Se on erotettu sytoplasmasta huokoisella kalvolla. Se sisältää nukleoluksen, ydinnesteen ja kromatiinin.
- Sytoplasma ja erikoisrakenteiden kompleksi - organelleja. Viimeksi mainittuihin kuuluvat erityisesti plastidit, mitokondriot, lysosomit ja Golgi-kompleksi, solukeskus. Organellit ovat aina läsnä. Niiden lisäksi on olemassa myös väliaikaisia muodostelmia, joita kutsutaan inkluusioksi.
- Pinnan muodostava rakenne on kasvisolun kuori.
Pintalaitteiston ominaisuudet
Leukosyyteissä ja yksisoluisissa organismeissa solukalvo mahdollistaa veden, ionien ja muiden yhdisteiden pienten molekyylien tunkeutumisen. Prosessia, jonka aikana kiinteiden hiukkasten tunkeutuminen tapahtuu, kutsutaan fagosytoosiksi. Jos nestemäisten yhdisteiden pisarat putoavat, ne puhuvat pinosytoosista.
Organoidit
Ne ovat läsnä eukaryoottisoluissa. Solussa tapahtuvat biologiset transformaatiot liittyvät organelleihin. Ne on peitetty kaksoiskalvolla - plastideilla ja mitokondrioilla. Ne sisältävät oman DNA:n sekä proteiinisyntetisointilaitteen. Lisääntyminen tapahtuu jakamalla. Mitokondrioissa syntetisoituu ATP:n lisäksi pieni määrä proteiinia. Kasvisoluissa on plastideja. Niiden lisääntyminen tapahtuu jakamalla.
Kalvo
On virhe olettaa, että solun ulkokerros on sytoplasma. Kalvo on molekyylien elastinen rakenne. Solun ulkokerrosta kutsutaanpintalaitteisto, jonka avulla sisältö erotetaan ulkoisesta ympäristöstä. Solukalvolla on erilaisia toimintoja. Yksi päätehtävistä on varmistaa koko elementin eheys. Sisällä on myös rakenteita, jotka jakavat solun niin sanotuiksi osastoiksi. Näitä suljettuja vyöhykkeitä kutsutaan organelleiksi tai osastoiksi. Niiden sisällä säilytetään tietyt ehdot. Solukalvon tehtävänä on säädellä ympäristön ja solun välistä vaihtoa.
Kalvo
Mikä on solukalvon rakenne? Solukalvo on lipidiluokan molekyylien kaksikerroksinen (kaksoiskerros). Suurin osa niistä on monimutkaisia lipidejä - fosfolipidejä. Molekyylit sisältävät hydrofobisia (häntä) ja hydrofiilisiä (pää) osia. Kun soluseinä muodostuu, hännät kääntyvät sisäänpäin ja päät kääntyvät vastakkaiseen suuntaan. Kalvot ovat muuttumattomia rakenteita. Eläinsolun kuorella on monia yhtäläisyyksiä kasviston edustajan elementin kanssa. Kalvon paksuus on noin 7-8 nm. Solun biologinen ulkokerros sisältää erilaisia proteiiniyhdisteitä: puoliintegraaliset (toisesta päästä upotettuna ulompaan tai sisempään lipidikerrokseen), integraaliset (läpitunkeutuvat), pinnan (sisäsivujen vieressä tai ulkosivulla). Useat proteiinit ovat kalvon ja sytoskeleton liitoskohtia solun sisällä ja ulkoseinämässä (jos sellainen on). Jotkut kiinteät yhdisteet toimivat ionikanavina, erilaisina reseptoreina ja kuljettajina.
Puolustustehtävä
Solukalvon rakenne määrää suurelta osin sen aktiivisuuden. Erityisesti kalvolla on selektiivinen läpäisevyys. Tämä tarkoittaa, että molekyylien läpäisevyyden aste kalvon läpi riippuu niiden koosta, kemiallisista ominaisuuksista ja sähkövarauksesta. Päätoimintoa, jonka solun ulkokerros suorittaa, kutsutaan esteeksi. Sen ansiosta varmistetaan valikoiva, säännelty, aktiivinen ja passiivinen yhdisteiden vaihto ympäristön kanssa. Esimerkiksi peroksisomien kalvo suojaa sytoplasmaa vaarallisilta peroksideilta.
Kuljetus
Solun ulkokerroksen läpi tapahtuu aineiden siirtymä. Kuljetuksen ansiosta varmistetaan ravintoaineosien toimitus, aineenvaihduntaprosessin lopputuotteiden poistuminen, erilaisten aineiden erittyminen ja ionisten ainesosien muodostuminen. Lisäksi solussa säilyy optimaalinen pH ja entsyymien toimintaan tarvittava ionipitoisuus. Jos tarvittavat hiukkaset eivät jostain syystä pääse kulkemaan fosfolipidikaksoiskerroksen läpi esimerkiksi hydrofiilisten ominaisuuksien vuoksi, koska kalvo on sisältä hydrofobinen, tai suuren koonsa vuoksi, ne voivat ylittää kalvon erityisten kuljettajien (kantajaproteiinien) kautta, endosytoosin tai proteiinikanavien kautta. Passiivisen kuljetuksen prosessissa yhdisteet kulkevat kennon ulkokerroksen läpi ilman energiakustannuksia diffuusiona pitoisuusgradienttia pitkin. Kevyt toteutus pidetään yhtenä tämän prosessin vaihtoehdoista. Tässä tapauksessa tietty molekyyli auttaa ainetta läpäisemään solun ulkokerroksen. Hän voion kanava, joka pystyy läpäisemään vain tyypin 1 aineita. Aktiivinen liikenne vaatii energiaa. Tämä johtuu siitä, että liike tapahtuu tässä tapauksessa käänteisesti pitoisuusgradienttiin nähden. Tässä tapauksessa kalvo sisältää erityisiä pumppuproteiineja, mukaan lukien ATPaasi, joka pumppaa melko aktiivisesti kaliumioneja soluun ja pumppaa ulos natriumioneja.
Muut tehtävät
Solun ulkokerros suorittaa matriisitoiminnon. Tämä varmistaa kalvoproteiiniyhdisteiden tietyn keskinäisen järjestyksen ja orientaation sekä niiden optimaalisen vuorovaikutuksen. Mekaanisen toiminnan ansiosta kennon ja sisäisten rakenteiden autonomia sekä yhteys muihin soluihin varmistetaan. Tässä tapauksessa rakenteiden seinät ovat erittäin tärkeitä kasviston edustajille. Eläimillä mekaanisen toiminnan varmistaminen riippuu solujen välisestä aineesta. Kalvot suorittavat myös energiatehtäviä. Fotosynteesin kloroplasteissa ja soluhengityksen prosessissa mitokondrioissa energiansiirtojärjestelmät aktivoituvat niiden seinissä. Niissä, kuten monissa muissa tapauksissa, proteiinit osallistuvat. Yksi tärkeimmistä on reseptoritoiminto. Jotkut kalvossa olevat proteiinit ovat reseptoreita. Näiden molekyylien ansiosta solu voi havaita tiettyjä signaaleja. Esimerkiksi verenkierrossa kiertävät steroidit vaikuttavat vain niihin kohdesoluihin, joissa on tiettyjä hormoneja vastaavia reseptoreita. On myös välittäjäaineita. Nämä kemikaalitliitännät tarjoavat impulssin siirron. Niillä on myös yhteys spesifisten kohdeproteiinien kanssa. Kalvokomponentit ovat usein entsyymejä. Tästä johtuu solukalvon entsymaattinen toiminta. Ruoansulatusta edistäviä yhdisteitä on läsnä suoliston epiteelielementtien plasmakalvoissa. Biopotentiaalit syntyvät ja johdetaan solun ulkokerroksessa.
Ionipitoisuus
Kammbraanin avulla K+-ionin sisäinen pitoisuus pysyy korkeammalla kuin sen ulkopuolella. Samaan aikaan Na+-pitoisuus on huomattavasti pienempi kuin ulkona. Tämä on erityisen tärkeää, koska se tarjoaa potentiaalieron seinän poikki ja synnyttää hermoimpulssin.
Merkintä
Membraanilla on antigeenejä, jotka toimivat eräänlaisina "leimoina". Merkintä mahdollistaa solun tunnistamisen. Glykoproteiinit - proteiinit, joihin on kiinnitetty oligosakkaridihaaroittuneita sivuketjuja - näyttelevät "antennien" roolia. Koska sivuketjuja on lukemattomia konfiguraatioita, on mahdollista tehdä merkki jokaiselle soluryhmälle. Niiden avulla toiset tunnistavat jotkin elementit, mikä puolestaan antaa heille mahdollisuuden toimia yhdessä. Tämä tapahtuu esimerkiksi kudosten ja elinten muodostumisen aikana. Saman mekanismin mukaisesti immuunijärjestelmä toimii tunnistaakseen vieraat antigeenit.
Koostumus ja rakenne
Kuten edellä mainittiin, solukalvot koostuvat fosfolipideistä. Kuitenkin niiden lisäksi rakenne sisältääkolesteroli ja glykolipidit. Jälkimmäiset ovat lipidejä, joihin on kiinnitetty hiilihydraatteja. Glyko- ja fosfolipidit, jotka muodostavat pääasiassa solukalvoja, koostuvat 2 pitkästä hydrofobisesta hiilihydraatti "hännästä". Ne liittyvät hydrofiiliseen, varautuneeseen "päähän". Kolesterolin läsnäolon vuoksi kalvolla on tarvittava jäykkyys. Yhdiste vie vapaan tilan lipidien hydrofobisten pyrstöjen välillä ja estää siten niiden taipumisen. Tässä suhteessa ne kalvot, joissa on vähemmän kolesterolia, ovat joustavampia ja pehmeämpiä, ja missä sitä on enemmän, päinvastoin, seinissä on enemmän jäykkyyttä ja haurautta. Lisäksi yhdiste toimii tulpana, joka estää polaaristen molekyylien liikkumisen solusta soluun. Erityisen tärkeitä ovat proteiinit, jotka läpäisevät kalvon ja vastaavat sen erilaisista ominaisuuksista. Yhdessä tai toisessa kasvisolun kuoressa on proteiineja, jotka on määritelty koostumukseltaan ja suunn altaan.
Rengasmaiset lipidit
Näitä yhdisteitä löytyy proteiinien vierestä. Rengasmaiset lipidit ovat kuitenkin järjestynempiä ja vähemmän liikkuvia. Ne sisältävät rasvahappoja, joiden kylläisyys on korkeampi. Lipidit poistuvat kalvoista yhdessä proteiiniyhdisteen kanssa. Ilman rengasmaisia elementtejä kalvoproteiinit eivät toimi. Usein kuoret ovat epäsymmetrisiä. Toisin sanoen tämä tarkoittaa, että kerroksilla on erilaiset lipidikoostumukset. Ulkoinen sisältää pääasiassa glykolipidejä, sfingomyeliiniä, fosfatidyylikoliinia, fosfatidyylinositolia. Sisäkerros sisältää fosfatidyylinositolia,fosfatidyylietanoliamiini ja fosfatidyyliseriini. Siirtyminen tasolta toiselle tietylle molekyylille on jonkin verran vaikeaa. Se voi kuitenkin tapahtua spontaanisti. Tämä tapahtuu noin kerran kuudessa kuukaudessa. Siirtyminen voidaan suorittaa myös flipaasi- ja scramblaasiproteiinien avulla. Kun fosfatidyyliseryyli ilmestyy ulkokerrokseen, makrofagit ottavat puolustusasennon ja ohjaavat toimintaansa tuhoamaan solun.
Organellit
Nämä alueet voivat olla yksittäisiä ja suljettuja tai liitetty toisiinsa, ja ne voidaan erottaa kalvoilla hyaloplasmasta. Periksisomeja, vakuoleja, lysosomeja, Golgin laitetta ja endoplasmista retikulumia pidetään yksikalvoisina organelleina. Kaksoiskalvoihin kuuluvat plastidit, mitokondriot ja ydin. Mitä tulee kalvojen rakenteeseen, eri organellien seinämät eroavat toisistaan proteiinien ja lipidien koostumuksessa.
Valikoiva läpäisevyys
Solukalvojen läpi hitaasti diffundoi rasva- ja aminohappoja, ioneja ja glyserolia, glukoosia. Samanaikaisesti seinät itse säätelevät tätä prosessia aktiivisesti ohittaen joitain ja säilyttäen muita aineita. Yhdisteen pääsylle soluun on neljä päämekanismia. Näitä ovat endo- tai eksosytoosi, aktiivinen kuljetus, osmoosi ja diffuusio. Kaksi viimeistä ovat luonteeltaan passiivisia eivätkä vaadi energiakustannuksia. Mutta kaksi ensimmäistä ovat aktiivisia. He tarvitsevat energiaa. Passiivisessa kuljetuksessa selektiivisen läpäisevyyden määrittävät kiinteät proteiinit - erityiset kanavat. Kalvo tunkeutuu niiden läpi. Nämä kanavat muodostavat eräänlaisen käytävän. Alkuaineille on omat proteiinitCl, Na, K. Pitoisuusgradientin os alta alkuaineiden molekyylit siirtyvät soluun siitä. Ärsytyksen taustaa vasten natriumionikanavat avautuvat. Ne vuorostaan alkavat äkillisesti tulla soluun. Tähän liittyy kalvopotentiaalin epätasapaino. Sen jälkeen hän kuitenkin toipuu. Kaliumkanavat pysyvät aina auki. Ionit tulevat soluun hitaasti niiden kautta.
Lopuksi
Kasvisolun tehtävät ja rakenne on esitetty lyhyesti alla. Taulukossa on myös tietoa biologisen alkuaineen koostumuksesta.
| Elementtityypit | Kokoonpano ja toiminnot |
| Kasvisolut | Valmistettu kuidusta. Tarjoaa telineitä ja suojaa. |
| Bioelementit | Erittäin ohut ja joustava kerros - glykokaliksi sisältää proteiineja ja polysakkarideja. Tarjoaa suojan. |
