Download
1 / 42
460 likes | 815 Vues
Sejtalkotók és citoplazma. Élet, élő anyag, sejt. Minden ma élő szervezet sejtes felépítésű Sejt csak sejtből származik: ma nem keletkeznek új szervezetek
E N D
Élet, élő anyag, sejt Minden ma élő szervezet sejtes felépítésű Sejt csak sejtből származik: ma nem keletkeznek új szervezetek Minden ma élő szervezet közös ősből származikinformáció hordozó molekulák szekvencia hasonlóság rokonsági kapcsolatok kiszámíthatókműködésbeli egyezések Szervezettség alapján: prokarióták és eukariótákegyaránt fejlett szervezetek közös ős, eltérő irányú adaptáció
A sejt felépítése1. Bevezetés • A sejteket fénymikroszkóppal vizsgálva csak kismértékű strukturáltságot figyelhetünk meg. Látható a sejt alakja, sejthártya, sejtmag és a citoplazma. Speciális festési eljárásokkal egy-egy nagyobb – pl. mitokondrium –még láthatóvá tehető. • A legegyszerűbb felépítésű sejtek a prokariótákra jellemzőek. A sejteket határoló hártya (plazmamembrán) választja el a külvilágtól. A sejten belül viszont nincsenek membránnal határolt terek. • Az eukarióta sejtek sokkal nagyobbak, működésükben pedig sokkal bonyolultabbak. Belsejében sokféle speciális összetételű, különböző működésű membrán tagolja a sejt plazmáját.
A prokarióta sejt A sejthártyával határolt citoplazmában találhatók az információhordozó molekulák és a riboszómák. Nincsenek sejtszervecskék, sejtváz és citoplazmás membránok. Valamennyi kémiai reakció egyetlen térben zajlik A tömeghez képest óriási felszín – jó körülmények között - igen gyors anyagcserét és szaporodást tesz lehetővé. A prokarióták nagyon alkalmazkodóképesek gyors nemzedékek, nagy változékonyság, örökítőanyag cseréje A sérülékeny sejthártyát (többrétegű) sejtfal, tok, kapszula, vastag nyálkaréteg védheti fizikai, kémiai és biológiai behatásoktól
Az eukarióta (állati) sejt Többsejtű (valódi szövetes) állatok sejtjei,Különböző méretű, típusú és feladatú sejtek Több ezerszer nagyobbak a prokarióta sejteknél A nagy belső tér nem egységes, eltérő kémiai/fizikai körülmények Citoplazmás membránok tagolják : kompartmentalizáció Az elválasztott terek között szervezett kommunikáció és anyagcsere Sejtváz: architektúra és szállítási útvonalak, mozgás és alakváltoztatás A genetikai információ tárolása, működése külön térben: sejtmag Szállítás (megmunkálás) és kézbesítés: vezikuláris transzport, szignál szekvenciák és G fehérjék Endoszimbionta organellumok
2. Citoplazma citoszol: Folyékony, vízben gazdag. A fehérjefonalak által határolt teret tölti ki. citogél: Finom szálakból áll, az egész sejtet behálózó vázfehérje-szövedék. Befolyásolja a sejtek alakját, elősegíti a sejtalkotók mozgását, alkalmazkodik a sejt életműködéséhez. - A sejt alapállománya. - Két részből áll:
A citoplazma összetétele Víz 80,5-95,5% Fehérje 10-15% Lipid 2-4% Poliszacharid 0,1-1,5% DNS 0,4% RNS 0,82% Kis szerves molekulák 0,4% Szervetlen molekulák és ionok 1,5%
3. Sejtváz (citoszkeleton) • Az eukarióta sejtekben vékony fonálszerű struktúrából álló belső támaszték van, amelyet sejtváznak vagy citoszkeletonnak nevezünk. • Ez a váz biztosítja:A sejt mechanikai ellenálló-képességétStabilizálja a sejt alakjátMódot ad arra, hogy a sejt változtassa alakját, mozogjon, összehúzódjA sejten belül aktív mozgások jöjjenek létre
A sejtváz (cytoskeleton) A sejtváz (mikrotubulusok és filamentumok) adják meg a sejt alakját, segítik mozgását, szerepet játszanak a szállítási folyamatokban és a jelátadási folyamatokban. A sejtosztódás során a húzófonalak osztályozzák szét a két leánysejt kromoszómáit. tubulin actin actin
Fehérjetermészetű fonalakMikrotubulusok MikrofilamentumokIntermedier filamentumok Mikrotubulusok • Csőszerű struktúra • 25 nm vastag Mikrofilamentumok • Vékony fonalak • 5-7 nm vastagságú Intermedier filamentumok • Fonálszerű struktúrák • Vastagsága 10 nm
A sejtmag Az állati sejtek magja a citoplazmától elkülönült, maghártyával határolt organellum. Itt található az örökítő anyag (túlnyomó többsége). A sejtmag DNS-e az osztódási folyamat során kromoszómákba szerveződik. A kromoszómákban tárolt információ átadására (DNS-ből RNS-be) is a magban kerül sor A magon belül magvacskák figyelhetők meg, amelyek más organellumok (pl. riboszómák) szintéziséért és szervezéséért felelősek A magmembrán pórusain a makromolekulák szabályozott transzportja folyik. A magmembrán a citoplazmás membránokkal (endoplazmás retikulum) összefüggő rendszert alkot.
A sejtmag Az aktív sejtekben a citoplazma sokkal nagyobb térfogatú, mint a nyugvó sejtekben. A naív limfocita (nyíl) szinte teljes térfogatát kitölti a mag, ellentétben pl. egy endo- tél sejttel.
Az endoplazmás retikulum A maghártyával összefüggő ER reakció-edények és csövek bonyolult hálózata. Itt termelődnek a fehérjék (az ER-hez kap-csolódó riboszómákon) és a lipidek. Az ER belső felszíne és lumene enzimek-ben gazdag (ld. fehérjék érési folyamatát). Az ER a sejt többi kompartmentjével inten-zív kapcsolatban van: „csövei”, vezikulumai fehérjéket és lipideket juttatnak célba más organellumokhoz (ld. vezikuláris transzport, és sorting). A riboszómákat tartalmazó ER-t „durva” (rough), a riboszóma-mentes ER-t síma (smooth) jelzővel különböztetjük meg (RER és SER).
A „durva” ER (RER) A RER-t a fenti képen sárgán fluoresz-káló festékkel tették láthatóvá, jól látszik a maggal való szoros kapcsoltsága. Az elektronmikroszkópos (EM) képen a riboszómák apró, sötét foltokként jelennek meg az ER membránjainak felszínéhez kapcsolódva. Az ER belseje – a magas fehérje tar-talom miatt – sötétebbnek (electron dense) látszik, mint a környező cito-plazma.
A riboszómák A riboszómák fehérjék és RNS molekulák komplexei. A ribo- szómák végzik a fehérjék szintézisét. Az oldható fehérjéket a citoplazma riboszómái készítik, a membrán fehérjéket és az „exportra” kerülő fehérjéket pedig a durva endoplazmás retiku-lum (RER) riboszómái.
Membrán-kötött riboszómák és az ER A mag felett riboszómákban gazdag RER helyezkedik el, két oldalon viszont jól láthatók a síma ER riboszóma-mentes csövei, hólyagjai, vezikulumai.
A Golgi készülék A Golgi apparátus az ER-hoz hasonló felépítésű, ahhoz kapcsolódó membrán-rendszer, amelynek feladata a fehérjék és lipidek módosítása, osztályozása és célba juttatása. A Golgi készülékről lefűződő vezikulu-mok más sejtszervecskékbe juttatják az oda „címzett” anyagokat, de a Golgi „fogadja” is az onnan érkező küldeményeket, további feldolgozásra. A Golgi fontos feladata a „selejtes” termékek eljuttatása a lebontó lizoszómákba.
Az ER és a Golgi készülék kapcsolata Az ER-ból a Golgi készülékbe jutnak a frissen szintetizált anyagok mellett az ER fontos alkotóelemei (pl. enzimek, lipidek) is. Ezek a Golgiról lefűződő vezikulumokkal jutnak vissza az ER-ba
Proteaszómák és lizoszómák A poteaszómák enzimkomplexek, amelyek feladata a fehérjék lebontása. A lizoszómák membránhatárolt vezikulumok, amelyek bontóenzimeket tartal-maznak. A lizoszómák savas pH-n működnek,fehérjék mellett nukleinsavak, lipidek és szénhidrátok lebontására is képesek. A fehérjéket több okból bonthatja le a sejt: azért, mert rossz szerkezettel rendelkeznek (selejtes vagy sérült) más fehérjék eleve rövid életidejűek enzimek, szabályzó fehérjék, receptorok szükségtelenné válnak a sejt aminosavakra éhezik Vannak specifikus „jelek”, amelyek a lebontandó fehérjéket megjelölik. lysosome
Peroxiszómák A peroxiszómák enzimekkel teli, kicsi vezikulumok, amelyek feladata a veszélyes peroxidok és szabadgyökök lebontása, hatástalanítása. A peroxiszómák enzimei gyakran kikristályodnak. A peroxiszómák száma sejttípustól és anyagcsere-tevékenységtől függően igen változó lehet.
Mitokondriumok A képen a mitokondriumok zölden fluoreszkálnak
A mitokondrium A mitokondrium a sejt energia ellátását biztosítja. Egy sejten belül számos mitokondrium található. Általában, minél több energiát használ fel egy sejt, annál több mitokondriuma van. A mitokondriumot két membrán veszi körül, a belső prokariótákra jellemző tulajdonságokat mutat. A mitokondriumok öse a mai bíborbaktériumokhoz hasonló szervezet lehetett.
Centroszómák és centriolumok A centroszómák a mag közelében, a citoplazmában találhatók.Az S fázis alatt megkettőződnek és a sejt távoli pontjaira vándorolnak. A mitózis alatt mikrotubulusok nőnek ki belőlük, amelyek húzófonalakat (spindle fibers) alkotnak és a kromoszómák szétválásá- ért felelősek. A centroszómában két iker centriólum van, ezek az állati sejtekre jellemző organellumok.
Centriolum • A sejt közepén, a sejtmag mellett elhelyezkedő organellum, a citocentrum (sejtközpont) központjában elhelyezkedő hengerded testecske, amely körben rendeződő mikrotubulustripletből áll. • Két centriolum találhat a citocentrum közepén egymás mellett (diploszóma). • Sejtbiológiai szerepe nem tisztázott. Csilló (cilium) és Ostor (flagellum) • Egyes sejttípusok felszínéről kinyúló, hengeres nyúlványok. • Jellegzetes csapkodó, kígyózó mozgás. • Körben kilenc mikrotubuluspár, középen két mikrotubulus helyezkedik el. • A mikrotubuluspárok közötti résben dineinkomplexek találhatóak.. • A dineinkomplexek talpa a mikrotubulushoz tapad, mozgékony feji része a szomszédos mikrotubulust mozdítja el hosszanti irányba. A szomszédos mikrotubulusok elcsúsznak egymás mellett, ami a csilló meggörbüléséhez vezet. Ehhez ATP-hasításból származó energia szükséges.
Csilló (cilium) és Ostor (flagellum) • Kívülről sejtmembrán borítja, tövénél bazális test található. • Mozgásuk hasznosul. • Szabad sejt esetében az előremozgást szolgálja (pl. csillós és ostoros egysejtűek, spermiumok) • Hámrétegbe épített csillós sejt a hámréteg felszínét borító folyadék áramlását biztosítja (légcső és a petevezeték hámja).
