Animalceller: Nyttige merknader om strukturen av dyreceller
Les denne artikkelen for å lære om strukturen av dyreceller!
Dyrceller fra de grunnleggende strukturelle enhetene i alle vev og organer i kroppen. Vår kropp starter sin eksistens ved befruktning fra en enkelt celle, den diploide zygote. Sistnevnte, etter en rekke prosesser i pre- og postnatalt liv - celledeling, vekst, differensiering, programmert celledød (apoptose) og modning - blir til slutt omdannet til en moden, menneskelig voksen. Det er derfor viktig å begynne å vurdere mikroskopisk cellulær anatomi.
Image Courtesy: cdn.theatlantic.com/newsroom/img/posts/cells.jpg
Generelt sett er en celle en protoplasmmasse som inneholder en kjerne. Røde blodceller av pattedyr, tvert imot, er ikke-nukleerte og har en levetid på ca. 120 dager. Noen celler i det røde benmarg er multinukleert. Protoplasma av cellen er en heterogen emulsoid i akvatisk fase som inneholder komplekse kjemiske stoffer for metabolske prosesser og for lagring av arvelige materialer.
I lavere livsformer, som bakterier og noen alger, er cellen ikke kjernefysisk, og arvelige og metabolske materialer er ikke adskilt fra hverandre. Disse gruppene av organismer som har ikke-nukleerte celler er kjent som prokaryoter.
I komplekse livsformer (som strekker seg fra amoeb til mann) inneholder cellene en membranbundet kjerne der arvelig informasjon lagres i kromosomens DNA, og resten av cellekomponentene utenfor kjernen er kjent som cytoplasma. Slike organismer som inneholder kjernefysiske celler kalles eukaryoter. Protoplasmaet brukes derfor i bredere forstand, og inkluderer kjerne og cytoplasma.
I et dyr av stor størrelse øker cellens størrelse ikke, men tallet øker. Fordi når cytoplasmaet øker i tilstrekkelig mengde, er det ikke mulig å regulere cellens metabolske prosesser, og samtidig er ernæring av cellen ved diffusjon lider av periferien til midten. Dermed er celledeling naturens beste valg for å gjenopprette et optimalt forhold mellom kjernen og cytoplasma. I normale celler er det nukleære cytoplasmatiske forhold ca. 1: 4 til 1: 6. Men i ondartede celler er kjernene uforholdsmessig store for cellen, og atom-cytoplasmatisk forhold kan nærme seg 1: 1
Struktur av dyrcelle:
Hver celle består av cellemembran, en kjerne og cytoplasma. Cellen varierer i form og størrelse. Formen kan være flatt, kubisk, kolonneformet, fusiform, stellate, pyramidal, kolbeformet og så videre. Størrelsen på cellen varierer fra ca. 5 μm til 50 μm. En moden human ovum er en av de største cellene, som måler rundt 130 pm.
Cellemembranet:
Den ytre grensen til cellen er kjent som cellemembranen eller plasmamembranen. Det er semipermeabelt og elektronmikroskopi avslører at det består av tre overlagrede lag: Ytre lag består av proteiner, mellomlaget av bimolekylære fosfolipider og det indre laget av proteiner. Den totale tykkelsen på membranen er ca. 75A.
Proteinlaget gir elastisitet og relativ mekanisk motstand mot cellen, og fosfolipidlaget gir permeabilitet til de materialer som er oppløselige i lipid. Ytre proteinkjæret er ca. 25A tykt og dekkes av et cellebeleg som er kjent som glykoksyx, som er sammensatt av glykoproteinbackbone som støtter negativt ladet sialinsyre som terminale sidekjeder. Mange vevsantigener, inkludert store histokompatibilitetsantigener (MHC), befinner seg i cellekappen.
Plasmemembrancellekjiktkomplekset utøver en elektrostatisk kraft for å binde de identiske celler for å danne spesifikke vev og hjelper i aktiv transport av Na + og K + -ioner over membranen. Mellomlipidlaget omkring 25A til 35A tykt består av to rader fosfolipidmolekyler, hoveden av hvert molekyl er oppløselig i vann (hydrofil) og vender mot proteinlaget, og den andre enden av molekylet er uoppløselig i vann (hydrofob ) og møter hverandre i midten av membranen.
Det indre proteinkjæret er ca. 25A tykt og noe forskjellig fra det ytre proteinlaget, fordi det mangler celledeksel. Denne modellen av trilaminarcellemembran er kjent som enhetsmembran, siden den er funnet i de fleste intracellulære membranbundne organeller. Nylige bevis antyder væskemosaikkmodellen av plasmamembranen, hvor proteiner er innebygd eller flytende i varierende dybde i lipid-dobbeltlaget (figur 2.1). Noen proteiner krysser hele chored fra cellen. Dette bidrar til å forklare at forskjellige reseptoroverflateproteiner aktivt beveges rundt på celleoverflaten ved de interne cytoskeletale elementer.
Proteinlagene i plasmamembranen er relativt rik på aminosyre, glutaminsyre. Noen av proteinmolekylene i ytre lag er forbundet med de forgrenede polysakkarider, hvor terminale rester er negativt ladet sialinsyre. Plasmamembranene til tilstøtende celler av et kompakt vev (f.eks. Epitel) separeres vanligvis ved et gap på ca. 20 nm; slik avstand er kanskje på grunn av elektrostatisk repulasjon, men limkreftene for å binde cellene blir assistert av cellebelegget og tilstedeværelsen av divalent Ca ++ . Proteinene i de hydrofobiske sonene av de bi- molekylære lipider er relativt rik på aminosyre, leucin.
Noen av proteinmolekylene av membranens indre tykkelse som transmembranproteiner som inneholder kanalene for diffusjon, mens andre bare trengs bare delvis gjennom den. Fosfolipid-dobbeltlaget er i fluid tilstand og tillater bevegelse av proteiner langs membranets plan, med mindre de er anlag av plasmamembran, gir forankring til mikrofilamenter og mikrotubuli, som virker som cytoskelet for å endre celleformen eller formidle bevegelsen av cellen.
Frysefrakturetsning (FFE) -teknikken avslører nye detaljer om membranstruktur. (Figur 2.2)
1. Frakturplanet passerer mellom de indre og ytre flybladene i plasmamembranen gjennom den hydrofobe sonen av bimolekylære fosfolipider. Lipidkomponentene er overveiende sammensatt av fosfatidylkolin og kolesterol.
2. Brosjyren som vender mot det ytre miljø kalles E-ansiktet.
3. Brosjyren som vender mot protoplasma kalles P-ansikt.
Noen ganger forsvinner cellemembranene mellom de tilstøtende cellene under celledeling, og den multinukleerte massen kjent syncytiumet dannes. Alternativt protein og lipidlag av cellemembranen er representert av myelinkappen av perifere nerver på grunn av spiraling av mesakson (avledet fra cellemembranen) av Schwann-celler rundt den individuelle nervefiber.
Funksjoner av plasmamembranen:
1. Den opprettholder formen på cellen og gir mikromiljø for cellefunksjon.
2. Membranpermeabilitet
Jeg. Det tillater fri passasje av vann og gasser som 0 2 og C02, fordi de er høyoppløselige i lipid-dobbeltlaget.
ii. Lipidoppløselige stoffer som steroidhormoner kan komme inn i cytoplasmaen gjennom det bimolekylære lipidlaget uten å passere gjennom proteinkanaler.
iii. Cellemembraner er praktisk talt ugjennomtrengelige for intracellulære proteiner og andre organiske anioner.
iv. Tallrike transmembranproteinkanaler tillater selektiv permeabilitet for ioner som natrium, kalium, kalsium, klorid og bikarbonat. Passasjen av mindre molekyler som glukose, aminosyrer og nukleinsyreforløpere finner også sted gjennom slike veier. Hver kanal er spesifikk for en rekke ioner eller molekyler.
Noen kanaler er kontinuerlig åpne (lekkasjer), mens andre kan åpne eller lukke (gated kanaler) [Fig. 2.3 (a)]. Gated kanalene kan åpne på grunn av endring av membran spenning (spenning-gated), eller etter binding til kjemikalier (ligand-gated). Noen kanaler åpner når membranen er strukket. Lekkekanaler benyttes ofte av K + . Na + passerer gjennom spenningsgated kanaler når membranspenningen senkes. En typisk ligand-kanalisert kanal er nikotinreceptor av acetylkolin.
Noen av membranproteinene fungerer som bærere, fordi de transporterer materialer over plasmamembranen ved å binde ioner og andre molekyler og endre deres konfigurasjon for transport. Molekyler beveger seg fra områder med høy konsentrasjon til områder med lav konsentrasjon, nedover de kjemiske gradienter, og kationene beveger seg til negativt ladede områder mens anioner beveger seg til positivt ladede områder, nedover deres elektriske gradienter.
Når bærerproteiner flytter stoffer ned av kjemiske eller elektriske gradienter, kalles det forenklet diffusjon der det ikke kreves energiinngang. Glukose transporterer ned konsentrasjonsgradienten fra ekstracellulær væske (EcF) til cytoplasma til cellene, er et typisk eksempel på letter diffusjon.
Andre transportører transporterer stoffer mot deres kjemiske og elektriske gradienter. Denne transportformen krever energi og kalles aktiv transport, og bærerne kalles pumper. I så fall er energien tilveiebragt ved hydrolyse av ATP og bærermolekylene overfører enzymer, ATPase. Et av de klassiske eksemplene er Na + K + - ATPase (natriumkaliumaktivert adenosintrifosfatase), som også er kjent som Na + -K + -pumper (se senere).
v. Carrier proteiner virker på tre forskjellige måter: uniports symports og antiports [Fig. 2, 3 (b)].
Uniports transporterer bare ett stoff ned konsentrasjonsgradientene; Glukosetransportører fungerer som uniport.
Symptom bære to stoffer om gangen i samme retning, ned konsentrasjonsgradienten av en, f.eks. Na + og glukose. Dette er et eksempel på forenklet diffusjon der Na + og glukose transporteres sammen fra tarmlumen til mucosale celler.
Antiporter tillater bevegelsene til to stoffer i motsatt retning.
Aktiviteten til Na + -K + ATPase er klassisk eksempel på antiport; det beveger 3Na + ut av cellen i bytte for hver 2K + som beveger seg inn i cellen.
Na + -K + -ATPase-Det er et enzym i form av bærerprotein og innebygd i plasmamembranen. Den består av to underenheter, a og p som varierer i aminosyre-sammensetningen. Begge delene har intracellulære og ekstracellulære deler.
Intracellulær del av en underenhet binder til 3 Na + og sistnevnte binder seg til ATP. Dette gir hydrolyse av ATP til ADP og den resulterende fosforyleringen av a-underenhet gir en konformasjonsendring av sistnevnte; Dette tillater 3Na + å passere ut av cellen. Nå binder 2K + til den ekstracellulære delen av en underenhet som deretter dephosphoryleres og vender tilbake til sin opprinnelige posisjon, samtidig som det bringes 2K + inne i cellene [Fig 2.3 ©]
Membranpotensial-Det finnes en forskjell i elektrisk potensial mellom indre og ytre sider av cellemembranen, siden ionene er elektrisk ladet. Membranen er negativ på innsiden og positiv på ytre side. Ved konvensjon er et minustegn skrevet for å indikere polariteten på membranets indre side. I nesten alle levende celler varierer hvilemembranpotensialet (RMP) fra -10mV til -90mV. Det kan måles ved å sette to mikroelektroder, en innvendig og en annen utenfor cellemembranen, og deretter koble dem til et katodestråleoscilloskop.
Når plasmamembranen i nervecellen eller muskelcellen (med -70mV RMP) stimuleres hensiktsmessig, faller hvilepotensialet til ca. -40mV til -50mV (depolarisert) med positiv ladning innsiden på grunn av reversering av permeabilitet for Na + og K + .
Genesis of membrane potential - To transportproteiner er primært ansvarlige for hvilemembranpotensialet.
a) Konsentrasjonsgradienten for K + letter dens diffusjon ut av cellen gjennom lekkasjen for K +, men dens elektriske gradient virker i motsatt retning. En likevekt er imidlertid nådd der tendensen av K + til å bevege seg ut av cellen er avbalansert av sin tendens til å bevege seg inn i cellen. For å nå en slik likevekt er det et lite overskudd av kationer på utsiden og anioner på innsiden.
b) Denne tilstanden vedlikeholdes av Na + -K + - ATPase, som pumper 3Na + ut av cellen for hver 2K + den pumper i cellen. Na + tilstrømning kompenserer ikke for K + -utløpet på grunn av K + lekkasjen som gjør membranen mer permeabel for K + enn til Na + .
4. Plasmemembranet virker en sensorisk overflate og bærer ulike reseptormolekyler, som kombinerer med spesifikke molekyler av væskefluid og endrer cellens metabolske aktivitet ved stimulering eller inhibering.
5. Ut av mange enzymer som bæres av cellemembranen, påvirker nærværet av adenylatcyklase i stor grad cellemetabolismen. Stimulering av overflate-reseptorer aktiverer adenylsyklasen som virker som en andre messenger og resulterer i økt konsentrasjon av cyklisk AMP (adenosinmonofosfat) i cellen; sistnevnte fører til endring av DNA-syntese, genuttrykk, proteinsyntese og andre intracellulære hendelser. Liknende enzym
Systemet kontrollerer syklisk GMP (guanidinmonofosfat) som utøver antagonistiske effekter av syklisk AMP. Noen hormoner og nevrotransmittere virker gjennom den andre budbringeren.
Noen av fosfolipidkomponentene i cellemembranen (fosfinositol) hjelper i kalsiumregulerende prosess i cellen ved å aktivere fosokinaser og fosforylering av forskjellige cellulære komponenter.
6. Anerkjennelse av identiske celler og deres sammenstilling for å danne spesifikke vev, blir underlagt av plasmamembran-celle-belegningskomplekset som er celle-spesifikt og binder cellene med klebende krefter.
7. Plasmemembranen er utstyrt med to viktige prosesser - endocytose og ekstocytose.
Endocytosen betyr opptak av stoffer fra utsiden til det indre av cellen ved lokalisert invaginering av cellemembranen i form av endocytiske vesikler. Inntak av væske ved denne metoden er kjent som pinocytose og av faste stoffer som mikroorganismer er kjent som fagocytose. I endocytisk vesikkel blir det indre lag av cellemembranen ytterlag av vesiklet.
Eksocytose er en prosess for frigjøring av innholdet via membranbundne sekresjonsveikler fra innsiden av cellen til utsiden ved fusjon med plasmamembranen
Nucleus:
Det er mer eller mindre en sfærisk masse dekket av en konvolutt og ligger i cytoplasma nær sentrum av cellen. I noen celler er kjernene åpen og presentert semi-transparent utseende gjennom hvilket kjernefysisk innhold blir visualisert, mens i andre celler er kjernene lukket mot kondensering av kromatinmaterialer.
Når en celle dør, blir kjernen pyknotisk med krymping og presenterer homogen hyperkromatinmasse. Kjernen er farget med grunnleggende fargestoffer, siden den inneholder rikelig DNA og en liten mengde RNA. Kjernen består av: (a) kjernekapsel; (b) kromatin-tråder i en hvilecelle eller kromosomer i en delende celle; (c) nukleolus; (d) atomsap; (e) sexkromatin eller Barr-kropper.
Kjernehylster [Fig 2.4 (a), (b)]:
Den dekker kjernen og består av to enhetsmembraner (doble membraner) skilt av en smal perinuclear cisterna. Den ytre membran er belagt med ribosomer og er faktisk avledet fra det grove endoplasmatiske retikulum av cytoplasma.
Den indre membranen er en egen enhet og ribosomfri. Det gir vedlegg til endene av kromosomer og et tett belegg av kromatin under inter-fase. Tallrike nukleare porer med åttekantet form er til stede i kjernekuvertet og dannes ved sammensmelting av ytre og indre kjernemembraner.
Hver pore ca 80 nm i diameter er traktformet, den ytre enden er smalere enn den indre enden, og virker som en membran for atom-cytoplasmatisk utveksling. Gjennom disse porene mRNA, rRNA, overføres tRNA fra kjernen til cytoplasma, men destruktive cytoplasmatiske organeller som lysosomer forhindres i å komme inn i kjernen. En typisk kjernen presenterer ca. 3000-4000 porer.
Kromatin tråder og kromosomer:
I hvilfasen eller interfasen til dyrecellen [Fig 2.5 (a) og (b)] inneholder kjernen et nettverk av kromatin-tråder eller granulater som er farget med basiske fargestoffer. Individuelt kromosom kan ikke identifiseres, fordi det under interphase blir uncoiled og fortynnet. På noen steder forblir kromosomet fortsatt spolet og disse områdene visualiseres som kromatingranuler eller prikker. Derfor er kromatingranulatene eller -trådene ikke brutte segmenter av kromosomer. De ukolede segmentene av kromosomer er kjent som eukromatin, som er genetisk aktiv. De spirede segmentene av kromosomer kalles heterochromatin, som er genetisk inert [Fig. 2, 5 (c)].
Under celledeling blir hvert kromosom tykkere, kortere og tett spolt langs hele lengden. Derfor blir det enkelte kromosom visualisert og identifisert. Kromosomer er dypfargede tråder og deres tall er konstant i en art. Hos mannen er tallet 46 (diploid) i alle somatiske celler, men 23 (haploid) i modne kimceller.
De 46 kromosomene er arrangert i 23 par; 22 par er kjent som autosomer som regulerer kroppens tegn; Det gjenværende ett par er kjent som sexkromosomer eller gonosomer, som hovedsakelig regulerer sexkarakterene. Et medlem av hvert par er paternal, og det andre medlemmet er opprinnelig mor. Parringen foregår mellom identiske kromosomer, som er identiske i lengde, posisjon av sentromere og fordeling av gener.
De parrede kromosomene er kjent som homologe kromosomer. Hos kvinner er sexkromosomene like lange som symbolisert av XX [Fig 2-6 (a)]. Hos mann er kjønkromosomene ulik i lengden, og er symbolisert av XY [Fig. 2-6 (b)]. Jo lengre er representert ved X, og kortere en av Y. Under parring har begge homologe og ikke-homologe deler.
Hvert kromosom presenterer en sammenblanding kjent som sentromerer eller kinetokor som er festet til den achromatiske spindelen under celledeling [Fig. 2-7 (a)]. I profase av celledeling splittes hvert kromosom longitudinelt i to kromatider unntatt ved sentromeren [Fig. 2-7 (b)].
Generene befinner seg i kromosomene i lineær serie. Generene er deler av spesifikke DNA-molekyler og overfører arvelige tegn fra en generasjon til den neste. Generene er også ansvarlige for proteinsyntese av cellen via messenger-RNA, ribosomalt RNA og overførings-RNA.
nucleolus:
Det er en svært refraktil sfærisk kropp uten en dekkemembran, og ligger nær kjernefysen. [Se figur 2-4 (a)]. Det er en komprimert masse av en blanding av RNA (ribosom) granulater og proteiner. Syntesen av det nukleolære RNA reguleres av gener som ligger i de sekundære sammenbruddene av de kromosomene som har satellittlegemer i sine korte armer (medlemmer av kromosompar 13 til 15, 21 og 22).
RNA frigjøres fra nukleolus og opptrer i cytoplasma gjennom atomporer. Nukleolus forsvinner under profase og oppstår under telofase av celledeling.
Kjernesap:
Det er en væskeholdig protein som fyller mellomromene mellom kromatin-tråden og den nukleare membranen. Den tjener som medium for transport av ribosomalt RNA og messenger RNA til atomporer.
Sex kromatin eller Barr kropper:
Under interphase finnes en heterochromatin planoconvex kropp under nukleærmembranen i normal kvinne [Fig. 2-8 (b)]. Dette er kjent som Sex chromatin eller Barr kropp. Under celledeling forsvinner Barr-organer. Ut av 2X-kromosomene i vanlig kvinne, er en av dem høyt spolet og det andre medlemmet sterkt uncoiled [Fig. 2-8 (a)].
Det høyt spirede genetisk inaktive X-kromosomet danner Barr-kroppen. Disse kroppene hjelper til med kjernekjøp av vevet. Antallet av Barr-kroppene i en celle er lik det totale antall X-kromosomer minus ett. Dermed i en normal kvinne med 2X kromosomer er nummeret på Barr-kroppen en; I Triple X syndromet (XXX) økes tallet til to.
Under interfase utviser Y-kromosomet av hann i en kjerne en intenst fluorescerende masse kjent som F-kropp, når den er farget med flurokromfargestoff og sett under fluorescensmikroskopi.
Cytoplasma:
Det er den delen av protoplasma som går inn mellom cellemembranen og kjernefysisk konvolutt. Kytoplasma eller cytosol består av to deler-organeller eller aktive elementer, paraplasmer eller inneslutninger som glykogen, fettkuler og pigmenter. Organeller er som følger [Fig. 2-9].
1. Mitokondrier;
2. Ribosomgranulat;
3. Endoplasmatisk
4. Golgi apparat; retikulum;
5. Lysosomer;
6. Fagosomer;
7. Peroksisomer;
8. Centrioler og mikrotubuli;
9. Filamenter og fibriller;
mitokondrier:
Hver aktiv celle presenterer mange mitokondrier som er stav som eller vesikulær membranbundet kropp. Disse legemene kan ses under lysmikroskop etter farging med sur fuchsin eller av supra-vitale flekker av janus grønn. Elektronmikroskopi avslører at hver mitokondrion består av to membranvegger, ytre og indre, skilt av et mellomrom [Fig. 2-9, 2-10]. Hver membranvegg representerer enhetsmembran.
Den indre membranen foldes for å danne ufullstendige partisjoner kjent som cristae mitochondrialis som gir vedlegg til enzymer for fosforylering av ADP til ATP med sylindriske stilker. Interiøret i hver mitokondrion er fylt med en væske, den mitokondrie matriksen, som inneholder sirkulær form av DNA, RNA og viktige respiratoriske enzymer som for bakterier. Det er derfor postulert at med evolusjonens utvikling er de indre veggene til mitokondriene avledet fra demperte bakterier som trekkes inn i cytoplasmaet til dyrecellerne og gjennomgår det symbiotiske livet for å fullføre aerob respirasjon av den invaderte dyrecellen. Videre deles mitokondrierene ved fisjon som til bakterier.
Tre viktige enzymer finnes i mitokondriene: -
(a) Krebs sitronsyre-syklusenzymer;
(b) Flavo-protein, dehydrogenase og cytokrom som er respiratoriske enzymer;
(c) oksidativ fosforylase.
funksjoner:
1. Mitokondrier fullfører cellerespirasjon ved aerobisk vei og gir høy energi gjennom dannelsen av ATP.
Sukkeret i den cytoplasmatiske matriksen gjennomgår nedbrytning uten hjelp av oksygen (anaerobt) ved en prosess av glykolyse og omdannes til acetyl-koenzym A som deretter kommer inn i mitokondriene, hvor acetyl-coA kombinerer med oksalo-acetat for å danne sitronsyre. Enzymer av sitronsyre syklus gjennom flere reaksjoner av dekarboksylering produserer Co 2 og frigjør ved hjelp av spesifikke dehydrogenaser fire par H + -ioner. Åndedrettsenzymer, flavo-proteiner og cytokrom, overfør deretter hydrogenioner ut av mitokondriene til sistnevnte kombinerer med oksygen og danner vann.
2. Energi frigjort under hydrogenjontransport benyttes av oksidativ fosforylase for regenerering av ATP fra ADP og uorganisk fosfat. Den energirike ATP som således dannes innenfor mitokondriene, tas opp av cytoplasma under aerobiske forhold, slik at 36 molekyler ATP dannes per molekyl glukose. Dette er 18 ganger energien oppnåelig under anaerobe forhold i den glykolytiske vei. Dermed virker mitokondrier som kraftverk av cellen.
3. Sirkulær form av DNA kan være en faktor for cytoplasmatisk arv. Alle mitokondrier er mors opprinnelse. Unormalt mitokondrielt DNA kan forårsake muskelsvikt og degenerativ sykdom i CNS på grunn av svikt i oksidativ metabolisme. Dette er kjent som mitokondrielt cytopati syndrom.
Ribosomgranulat:
Ribosomgranulatene er sammensatt av ribosomalt RNA og proteiner. Ribosomene blir først samlet inn i nukleolus og syntetiseres av de nukleolære arrangørene av bromosomene (kromosomer 13, 14, 15, 21, 22 som har satellittlegemer). Fra nukleolus ser ribosomene fram i cytoplasma
gjennom atomporer (fig. 2-9, 2-11).
Innenfor cytoplasma forblir noen av ribosomene fri, mens andre er festet til endoplasmatisk retikulum som gjør overflaten grov. De frie ribosomer gjør cytoplasmaet basofilt. I embryonale celler og ondartede celler er de frie ribosomer rikelig.
I eukaryoter består hver ribosomgranul av to underenheter, 40S og 60S. S står for Svedberg enhet av sedimenteringshastighet. Polynukleotidkjede av messenger-RNA passerer gjennom 40S-underenhet av ribosom som eksponerer tripletkodoner.
60S-underenhet er stedet der proteinsyntese foregår gjennom den lineære koblingen av aminosyrer ved hjelp av antikodoner av overførings-RNA (figur 2.12). Derfor syntetiserer de frie ribosomer proteiner som benyttes for cellens metabolisme og egen vekst.
Noen ganger er en rekke ribosomer festet til en enkelt kjede av messenger RNA. Et slikt fenomen er kjent som polyribosomer eller polysomer.
Det er et system for sammenkobling av membranøse vesikler eller tubuli, som kan strekke seg fra den nukleare membranen til cellemembranen. Endoplasmatisk retikulum eller ER presenterer to varianter - grov og jevn (figur 2-9).
Den grovbelagte ER, kort kalt rER, gir vedlegg av ribosomgranuler til den ytre overflate av de membranøse vesikler og gir grovhet av retikulumet. De større delene av ribosomene (60S) er festet til overflaten av ER og de mindre underenheter (40S) ligger mot den cytoplasmatiske matrisen.
Polypeptidkjedene av proteiner syntetisert i de større underenhetene skyves inn i retikulumet, hvor proteinmakromolekylene lagres og deretter leveres utenfor cellen som sekretorisk produkt (figur 2-12). Derfor hjelper rER i proteinsyntese og lagring. RER er tilstede i alle sekretoriske celler, for eksempel bukspyttkjertelens akinarceller.
Den glatte overflaten ER eller SER er anordnet i et plexiform nettverk av tubuli, og dets ytre overflater er uten ribosomgranuler. Noen celler, som leverceller, har både rER og sER. SER hjelper i syntese av lipider og steroider. De syntetiserte proteiner fra rER overføres til sER, hvor lipo-proteinkomplekset dannes.
Slike lipoproteinmaterialer fra leverceller blir levert gjennom Golgi-apparatet og celleoverflaten til blodet. Leverceller hjelper avgiftning av visse lipidoppløselige legemidler ved hjelp av hydroksylerende enzymer av sER. Det antas at i utgangspunktet rER dannes, som deretter omdannes til sER ved å miste ribosomgranulene. Det sarkoplasmiske retikulum av striated muskelceller er et eksempel på sER.
Golgi-apparatet:
Golgi-apparat (Fig. 2.9, 2.13) -Det består av glatt overflate og tett pakket flatt membranøs cisternae arrangert i en stabling på fire til seks sammen med klær av små vesikler rundt overflatene. Apparatet er tilstede i de fleste av cellene, men er fremtredende i sekretoriske celler hvor det går inn mellom rER og cellemembranen.
I HE-flekken presenterer apparatet et klart område; dermed kalt det negative Golgi-bildet. Under elektronmikroskopi har et klassisk Golgi-apparat to ansikter - et umodent eller cis-flate med en konveks overflate rettet mot rER, og et modent eller trans-flate med en konkav overflate rettet mot cellemembranen. I tillegg til den flattede cisternae danner små vesikler av cis-Golgi og Trans-Golgi-nettene den integrerte delen av Golgi-komplekset.
Golgi cis-ansikt mottar små transportvesikler med spesielle kappeproteiner som slår av fra rer. Transportbladene overfører syntetiserte proteiner fra rER og leverer innholdet til den første cisterna ved membranfusjon. Under denne prosessen blir transportblærene oppfanget av kommunikasjonsblærene fra cis-Golgi-nettverket, som velger om proteinene er passende for levering til Golgi-bunken; upassende proteiner blir imidlertid skutt tilbake til rER.
Innenfor Golgi-apparatet tilsettes karbohydratdelen til proteinmaterialene ved hjelp av transferaser og glykoproteinet dannes. Fra kantene av første cisterna transporteres de modifiserte proteiner med vesikulær pudding og deretter fusjon til kantene til de neste cisternene til den endelige cisterna nås på tverrflaten. Etter en rekke behandlinger og kondensering bobler glykoproteinene seg fra Golgi-apparatets overflate som utskårne vesikler.
Endelig sortering av modifiserte proteiner og deres emballasje i form av vesikler med valgt sekvens av aminosyrer finner sted i Trans-Golgi-nettverket. Den sistnevnte bestemmer destinasjonen til pakket vesikler; Noen beholdes i cytoplasma som lysosomer, mens andre beveger seg ut av cellen som sekretoriske vesikler og leverer innholdet gjennom cellemembranen ved eksocytose. Foruten sekretoriske celler frigjør Golgi-apparatet i ikke-sekretoriske celler cellebelegget (glykoksyx) utenfor plasmamembranen. Cellekapp-plasmamembrankomplekset utøver elektrostatiske krefter som binder de identiske celler til dannelse av spesifikke vev.
lysosomer:
Lysosomene er tykkveggede membranøse vesikler som inneholder hydrolyse enzymer, nemlig proteaser, lipaser og sure fosfataser. Disse enzymer, når de er fritt fra lysosomene, kan fordøye visse stoffer som stammer fra cytoplasma eller innføres i cellen fra utsiden. Før en celle dør på grunn av mangel på oksygen eller av andre grunner virker lysosomene som autofagiske vesikler og ødelegger alle organeller av cytoplasma. Derfor er de kjent som "selvmordsposer" av cellen.
Etter døden, med mindre dyret er fikset av fikseringsmidler, finner lysosomerbrudd og autolyse sted. I friske celler er lysosomene beskyttende i funksjon og ødelegger visse bakterielle inntrengere (figur 2-8, 2-3) som virker som heterofagiske vesikler. De lysosomale enzymer nedbryter en rekke skadelige stoffer i cellen. Medfødt fravær av bestemte lysosomale enzymer resulterer i akkumulering av deres substrater i cellene, og produserer lagringssykdommer, f.eks. Tay-sachs-sykdom, Gauchers sykdom. Slike lysosomer er rikelig i makrofagceller og granulære leukocytter.
Lysosomene er rike på glykoproteiner og er avledet fra det modne ansiktet av Golgi-apparatet som primære lysosomer. I prosessen med slitasje av cellen samles funksjonelle stykker av mitokondrier og endoplasmatisk retikulum med lysosomene og gjennomgår fordøyelsen. Slike sammensmeltede legemer danner sekundære lysosomer og er kjent som cytolysosomene. Lysosomerene er således utstyrt med funksjonen av å fjerne nedbrytningsrester av cytoplasmatiske organeller.
Noen av de uoppløselige rester av lysosomer etter autophagy og heterophagy danner resterende legemer som holdes permanent som senilitetspigmenter laget av lipidrik lipofuscin (figur 2- 14). Disse pigmentene finnes i alderdommen i nervesystemet.
Genesis av lysosomer krever spesiell modifikasjon av proteiner innenfor Golgi-ap- paratusen (figur 2-15). Det involverer vedlegg av mannose-6-fosfat til noen av olgosakkarid sidekjeder. Lysosomale enzymer binder de fosforylerte mannoseresidene til deres spesifikke reseptorer som er funnet på Golgi-membranens indre overflate.
Deretter knuses de reseptorbundne enzymer av fra Golgi og fortsetter å smelte med lysosomene. Etter å ha sluppet sekretoriske proteiner med tilknyttet mannose-6-fosfat til lysosomene, flytter de vesikler som inneholder enzymmedierte spesifikke reseptorer tilbake til Golgi for gjenbruk. Syrerid av lysosominnholdet (ca. pH 5) opprettholdes ved å pumpe inn protoner fra cytoplasma ved aktiv transport.
Phagosomes:
Noen ganger kommer en partikkel eller levende mikroorganisme inn i cytoplasma av celle fra utsiden, dekket av infolding av cellemembranen. Slike membranøse vesikler er kjent som fagosomet. Da fagogenet kommer i kontakt med lysosomet, forsvinner den felles veggen mellom dem og de hydrolytiske enzymer av lysosomet frembringer lys av de inneholdte materialer. Denne prosessen er kjent som fagocytose, noe som ligner pinocytose. I pinocytose får væsken inn i cytoplasma, mens fagfaktorene i fagocytose deltar i prosessen.
peroxisomes:
Disse er små membranbundne vesikler omtrent 0, 5-1, 5 um i diameter; dermed kalt mikrolegemer. Peroksisomer er tilstede i de fleste av de nukleerte cellene, og er flere talrige i hepatocytter og nyre-tubulære celler. De inneholder oksidative enzymer som hjelper avgiftning av forskjellige stoffer og genererer hydrogenperoksid; De deltar også i (3-oksidasjon av fettsyrekjede. Overflødig mengde hydrogenperoksid brytes ned av enzymet katalase.
Genesis av peroksisomer er merkelig. Cellemembranene er avledet fra multiplikasjon av de eksisterende peroksisomerene, og deres interne proteiner kommer direkte fra cytosolen gjennom porekanaler i deres plasmamembran, ved å passere de vanlige pakningsvesikler av rER og Golgi-apparatur.
Centrioler og mikrotubuli:
Sentrioler:
Hver dyrecelle, som er i stand til divisjon, har to sentrioler i cytoplasma og nær atomvåpen. Den tette regionen av cytoplasma som inneholder sentriolene er kjent som det sentrale. Hver centriole presenterer to sylindriske kropper som ligger rett vinkel mot hverandre. Sylinderens vegg presenterer ni langsgående bunter, og hver bunt består av tre mikrotubuli innebygd i fibrillære materialer (figur 2-16).
Centriolene hjelper syntesen av mikrotubuli av den achromatiske spindelen under celledeling, ved kobling av oppløselig cytoplasmatisk protein kjent som tubulin. Under celledeling er de to sentiolene (hver med to sylindriske legemer) skilt fra hverandre av de voksende mikrotubuli av den achromatiske spindelen og opptar den motsatte polen av kjernen (se figur 3-2). Disse mikrotubuli som strekker seg mellom de motsatte sentriolene danner de kontinuerlige mikrotubuli av spindelen. I metafase forsvinner kjernemembranen og kromosomale mikrotubuli organiseres fra tubulinproteinet av kinetoforene, hvorav to er tilstede ved siden av sentromeren til hvert kromosom.
De kromosomale mikrotubuli presser den motsatte sentriolen videre inntil kromosomene med sine parrede kromatider okkuperer ekvator av spindelen. Således består den achromatiske spindelen i en mitotisk celle av kontinuerlige mikrotubuli organisert av sentriolene og kromosomale mikrotubuli organisert av kinetoforene. Hver av de to nye cellene som er avledet fra celledivisjonen, inneholder en centriole med to sylindriske kropper satt rett vinkel mot hverandre.
Deretter dannes en sentriol nær hver gammel, og gjenoppretter dermed de vanlige komplementene til sentrioler.
Foruten dannelsen av spindelen, hjelper sentriolene spiring av cilia og mikrotubuli sammen med prosesser av de utviklende nevronene.
mikrotubuli:
Cilia, flagella og centrioles er sammensatt av mikrotubuli. Faktisk har alle dyreceller mikrotubuli som kan organiseres eller dispergeres. De er filamentøse strukturer laget av løselig tubulin protein. The dispersed microtubules act as skeleton of the cell and help in the transport of various substances including the macromolecules throughout the cytoplasm. Since the microtubules are composed of contractile proteins, they are concerned with movements by means of cilia, flagella and by the achromatic spindle which pushes apart the centrioles during cell division.
At least three sites are available in the cytoplasm which act as microtubule organising centres (MTOC)-
(a) Centrioles for the continuous microtubules of the spindle;
(b) Kinetochore of the chromosome for chromosomal microtubules;
(c) Basal bodies of the cilia for the growth of ciliary microtubules. Colchicine, a chemical substance, arrests the cell division at metaphase by combining with tubulin protein and preventing the formation of the achromatic spindle.
Filaments and fibrils:
These are ultra-microscopic network of filamentous structures which are different from microtubules. Some of filaments are more dense beneath the cell membrane forming cell web. The filaments and their thicker components, the fibrils, act as internal support of the cell. Some filaments enter in the central core of the microvilli, while others form actin and myosin filaments of the contractile muscles.
