Клітинний рівень організації життя
Клітина. Цитологія — наука про будову і функції клітини
Клітина — структурно-функціональна одиниця живого організму Це елементарна жива система, яка здатна до самовідновлення Клітина лежить в основі будови і розвитку всіх організмів, це найдрібніша частина організму, наділена його ознаками Клітини живих організмів відрізняються за формою, розміром, особливостями організації та функціями . Більшість клітин мають розміри від 10 до 100 мкм . Клітини, з яких складається новий організм, не є ідентичними, однак всі вони побудовані за єдиним принципом, що свідчить про спільність походження живих організмів.
Рік |
Учений |
Внесок у розвиток науки |
1665 |
Р. Гук |
Виявлено клітинну структуру пробкової тканини, введено поняття «клітина» |
— ^ to 77 66 |
А . Левенгук |
Відкриті бактерії і найпростіші, описані пластиди (хроматофори), еритроцити, сперматозоїди та різноманітні мікроструктури рослин і тварин |
1827 |
К . Бер |
Відкрито яйцеклітини ссавців |
1831 |
Р Броун |
Відкрите клітинне ядро . Описане ядро рослинної клітини |
1839 |
Т. Шванн, М . Шлейден |
Сформульовані основи клитинної теорії |
1858 |
Р Вірхов |
Сформульоване положення «кожна клітина — з клітини» |
1868 |
І . Ф . Мішер |
Відкриті нуклеїнові кислоти |
1871 |
М . М . Любавін |
Установлено, що білки складаються з амінокислот |
1878 |
В . Флемінг |
Відкрито мітотичний поділ тваринних клітин |
1892 |
Д . І . Івановський |
Відкриті віруси |
1898 |
В . І . Бєляєв |
Описаний механізм мейозу і мітозу в рослин |
1944 |
О. Евері |
Доведена роль ДНК як носія спадкової інформації |
1953 |
Дж . Уотсон, Ф . Крик |
Створена модель просторової структури ДНК, схема реплікації ДНК |
Основні положення клітинної теорії
Клітинна теорія — вчення про клітини як утворення, що становлять основу будови рослинних і тварин- |
них організмів, тобто загальність клітинної будови в живій природі . |
Німецький біолог Т. Шванн у 1839 р . сформулював основні положення клітинної теорії: — усі живі організми складаються з клітин; — клітини тварин і рослин подібні за будовою та хімічним складом |
У 1858 р . німецький патолог Р. Вірхов довів: — кожна клітина бере походження від клітини; — поза клітинами немає життя |
Естонський учений К . Бер у 1827 р . відкрив яйцеклітину ссавців і довів, що багатоклітинні організми починають свій розвиток з однієї клітини — заплідненої яйцеклітини (зиготи): — клітина — не тільки одиниця будови, але й одиниця розвитку живих організмів |
Положення сучасної клітинної теорії: — клітина — елементарна одиниця будови і розвитку всіх живих організмів; — клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні за походженням (гомологічні), будовою, хімічним складом, основними проявами життєдіяльності; — кожна нова клітина утворюється виключно внаслідок розмноження материнської шляхом поділу; — у багатоклітинних організмів, які розвиваються з однієї клітини — зиготи, спори — різні типи клітин формуються завдяки їхній спеціалізації протягом індивідуального розвитку особини та утворюють тканини; — із тканин складаються органи, які тісно пов’язані між собою й підпорядковані нервово-гуморальним та імунним системам регуляції |
Методи цитологічних досліджень
Метод |
Сутність методу |
Світлова мікроскопія |
Проходження променів світла крізь об’єкт досліджень . Збільшення у 2—3 тис . разів . Вивчення загального плану будови клітини та її органел, розміри яких не менш ніж 200 нм . Застосування барвників, які вибірково забарвлюють окремі органели або їх компоненти Метод прижиттєвого вивчення клітин дозволяє під світловим мікроскопом вивчити певні процеси життєдіяльності клітин |
Електронна мікроскопія |
Проходження потоку електронів крізь об’єкт. Вивчення будови клітини та її органел під збільшенням від 500 тис разів і більше Метод растрової (скануючої) електронної мікроскопії дозволяє провести вивчення структури поверхні клітин, окремих органел Потік електронів при цьому не проходить крізь об’єкт дослідження, а відбивається від його поверхні |
Метод мічених атомів |
Уведення в клітину речовин з радіоактивними ізотопами . Метод дозволяє прослідкувати за міграцією речовин у клітині, їхніми перетвореннями, виявити локалізацію і характер біохімічних процесів |
Порівняння еукаріотичних та прокаріотичних клітин
Структура |
Еукаріотична клітина |
Прокаріотична клітина |
Клітинна стінка |
+ (у рослин) |
+ |
Клітинна мембрана |
+ |
+ |
Ядро |
+ (оточене мембраною) |
нуклеоїд, мембраною не оточений |
Ендоплазматична сітка |
+ |
- |
Рибосоми |
+ |
+ |
Комплекс Гольджі |
+ |
- |
Лізосоми |
+ (у багатьох) |
- |
Мітохондрії |
+ |
- |
Вакуолі |
Обов’язкові у рослин, є у деяких тварин |
відсутні |
Війкі, джгутики |
+ (у всіх організмів, крім вищих рослин) |
+ (у деяких бактерій) |
Будова клітин прокаріотів і еукаріотів
Молекули ліпідів розміщені у вигляді подвійного шару, їхні полярні гідрофільні «головки» обернені |
до зовнішнього та внутрішнього боків мембран, а гідрофобні неполярні «хвости» — всередину. |
Клітинні мембрани
Хімічний склад клітинних мембран
Рідинно-мозаїчна модель будови клітинних мембран
Забезпечують зв’язок клітин між собою і навколишнім середовищем |
Поділяють внутрішнє середовище клітини на відсіки — компартменти |
На поверхні мембран розміщаються клітинні структури: рибосоми, ферменти, пігменти та ін . |
У біологічних мембранах відбуваються процеси, пов’язані зі сприйняттям і передачею інформації, формуванням і передачею збудження, перетворенням енергії та ін |
Вид транспорту |
Характеристика |
Пасивний транспорт відбувається завдяки різниці концентрацій речовин з обох боків мембрани . Речовини проникають у клітину крізь певні ділянки або пори без затрат енергії |
|
Активний транспорт речовин пов’язаний із затратами енергії . її джерелом можуть бути або енергія, яка вивільнюється при розщепленні молекул АТФ, або різниця концентрації іонів, що виникає з обох боків мембрани Речовини переміщуються з участю рухомих білків-переносників або за рахунок зміни конфігурації внутрішніх білків |
|
Здатність поглинати (ендоцитоз) чи виводити (екзо-цитоз) назовні великі молекули або частинки, які складаються з багатьох молекул Різновидами ендо-цитозу є фагоцитоз та піноцитоз . Фагоцитоз — активне захоплення мікроскопічних твердих об’єктів Піноцитоз — захоплення та поглинання клітиною рідин разом із розчиненими в них сполуками |
Функція |
Характеристика |
Обмежує цитоплазму, визначає розміри і форму клітини |
Міцна та еластична |
Ферментативна функція |
У мембрані розміщені деякі ферменти |
Сигнальна функція |
Забезпечує подразливість: білки мембрани під дією подразників із навколишнього середовища можуть змінювати свою просторову структуру й таким чином передають сигнал у клітину |
Транспортна функція |
Переміщення речовин у клітину або з неї |
Забезпечення міжклітинних контактів |
Мембрани тваринних клітин здатні утворювати складки або вирости в місцях їхнього сполучення . Це забезпечує виключну міцність Рослинні клітини з’єднуються між собою за допомогою міжклітинних канальців, заповнених цитоплазмою |
Будова надмембранного комплексу
Царство органічного світу |
Надмембранний комплекс |
Рослини |
Клітинна стінка, що складається з целюлози . Це каркас клітини |
Тварини |
Зовнішній шар - глікокалікс - дуже тонкий і еластичний, складається з полісахаридів і білків |
Гриби |
Клітинна стінка, що складається з хітину, глікогену, білків |
Дроб’янки |
Тверда клітинна стінка, що складається з муреїну, фосфоліпідів, білків |
До підмембранних комплексів клітин належать пелікула та білкові утворення (мікротрубочки та мікрофіламенти), які становлять опору клітин (цитоскелет) Елемен- |
ти цитоскелета виконують опорну функцію, сприяють закріпленню органел у певному положенні, а також їхньому переміщенню в клітині |
Ядро клітини
Ядро - частина еукаріотичних клітин, які містять носії генетичної інформації Деякі клітини бага- |
токлітинних еукаріот втратили ядро, наприклад, ерітроцити ссавців . |
1. Зберігає спадкову інформацію і передає її дочірним клітинам під час поділу |
2 . Регулює біохімічні, фізіологічні та морфологічні процеси в клітині |
Будова ядра
Структура |
Будова |
Функції |
Поверхневий апарат |
складається з двох мембран Зовнішня ядерна мембрана з’єднується з внутрішньою навколо отворів — ядерних пор, прикритих особливими тільцями |
1. Відмежовує ядро від цитоплазми . 2 Здійснює обмін речовинами між ядром і цитоплазмою |
Каріоплазма |
За складом та властивостями нагадує цитоплазму |
Внутрішнє середовище |
Ядерця |
Щільні структури, які складаються з рибонуклео-протеїдних фібрил |
Приймають участь у формуванні рибосом |
Хромосоми |
Основу складає дволанцюгова молекула ДНК, яка зв’язана з ядерними білками й утворює нуклео-протеїди Кожна хромосома складається з двох поздовжніх частин — хроматид . Обидві хроматиди сполучаються між собою в зоні первинної перетяжки, яка поділяє хромосому на ділянки — плечі Деякі хромосоми мають і вторинні перетяжки |
Зберігають спадкову інформацію, яка передається із покоління в покоління |
Цитоплазма і її компоненти
Склад цитоплазми
Цитоплазма — внутрішній рідкий вміст клітини, в якому розміщу- |
ються і функціонують клітинні органоїди |
Будова та функції цитоплазми й органоїдів
Структура |
Будова |
Функції |
Гіалоплазма |
Прозорий розчин органічних і неорганічних сполук у воді . Перебуває у станах золю та гелю . Містить 75—78 % води, 10—12 % білків, 4—6 % вуглеводів, 2—3 % ліпідів, 10 % неорганічних речовин |
1. Об’єднує всі клітини структури і забезпечує їхню взаємодію . 2 . Виконує транспорту функцію |
Включення |
Непостійні структури, які виникають та зникають у процесі життєдіяльності клітини . Можуть бути у твердому або рідкому стані, мають вигляд кристалів (солі), зерен (білки, полісахариди) чи краплин (жири) |
Запасні речовини |
1 Структура |
Будова |
Функції |
Органоїди |
||
1. Одномембранні |
||
Мембранна система порожнин, каналів, цистерн, з’єднаних між собою і з плазматичною мембраною Пронизує всю клітину Незерниста ЕПС (гладенька) складається тільки з мембран Зерниста ЕПС (шершава, гранульована), до мембран прикріплені рибосоми |
1 Здійснює реакції, пов’язані із синтезом білків (гранульована), вуглеводів, жирів (гладенька) 2 . Сприяє переносу та цир куляції поживних речовин у клітині 3 . Знешкоджує токсичні речовини 4 . Формує ядерну мембра ну |
|
Складається з обмежених мембранами порожнин, а також трубочок із пухирцями на кінці |
1 Накопичує і виводить речовини, що синтезуються в ендоплазматичній сітці 2 . Утворює лізосоми . 3 . Синтезує деякі полісаха риди . 4 Бере участь у будівництві плазматичної мембрани та інших клітинних мембран (наприклад, формує скоротливі вакуолі) |
|
Округлі тільця, що містять комплекс ферментів Первинні лізосоми утворюються за участю комплексу Гольджі . Вторинні лізосо-ми (травні вакуолі) утворюються з первинних Аутолізосоми знищують дефектні органоїди, мертві клітини та ін |
1 Травна функція — розщеплюють органічні сполуки . 2 Вилучають відмерлі органоїди, клітини |
Структура |
Будова |
Функції |
Порожнини в гіалоплазмі, відокремлені мембраною й заповнені рідиною |
1. Травна функція . 2 Регуляція осмотичного тиску в клітині . 3 . Запасаюча функція (за пас рідини, пігментів та ін ) |
|
2 . Двомембранні |
||
Мають сферичну, ниткоподібну, овальну та інші форми . Від цитоплазми відокремлені подвійною мембраною, крізь яку проникає багато сполук . Внутрішній шар мембрани утворює численні складки — кристи, на яких розміщені ферменти дихального ланцюга |
1. Енергетична функція — етапи енергетичного обміну та синтез АТФ . 2 синтез власних білків, РНК і ДНК |
|
Мають зелений колір, овальну форму Мембрана подвійна, внутрішній шар мембрани утворює складчасті вчини всередину строми — ламели та тилакоїди . Ламели мають вигляд плоских видовжених складок, тилакоїди — плоских дископодібних мішечків Тилакоїди зібрані у скупчення — грани . Молекули хлорофілу вмонтовані в мембрани тилакоїдів |
1 Використання світлової енергії та створення органічних речовин із неорганічних (фотосинтез) 2 . Відіграють певну роль (маючи свою ДНК) у передачі спадкових ознак |
|
Хромопласти |
Жовті, жовтогарячі, червоні або бурі, містять пігменти каротиноїди |
Надання різним частинам рослини червоного та жовтого забарвлення |
Лейкопласти |
Безколірні пластиди сферичної форми |
Відкладання запасних поживних речовин (крохмалю, жирів, білків) |
Структура |
Будова |
Функції |
3. Немембранні |
||
Мають вигляд сферичних або грибоподібних гранул . Складаються з двох неоднакових за розміром частинок |
Синтез білкових молекул з амінокислот |
|
Складається з двох цент-ріолей . Кожна центріоль має вигляд порожнистого циліндра, у стінку якого закладені 9 груп подовжніх мікротрубочок, по 3 мікротрубочки в кожній групі |
1. Участь у процесі поділу клітин, формування веретена поділу 2 . За участю центріолей утворюються мікротру-бочки цитоплазми |
|
4. Органели руху |
||
Перехід цитоплазми зі стану золю у стан гелю сприяє руху клітин за допомогою псевдоподій |
1. Активний рух . 2 . Живлення засобом фагоцитозу |
|
Тонкі вирости цитоплазми, зовні покриті мембраною Усередині міститься складна структура з мікротрубо-чок |
1 Активний рух 2 Забезпення та доставка клітинам їжі . 3 можуть виконувати захисну функцію |
Життєвий цикл клітини (клітинний цикл) — це період життя клітини від одного поділу до наступного Інтерфаза — період між поділамі, в якому відбуваються процеси росту, подвоєння молекул ДНК, синтезу білків та інших органічних сполук, ділення мітохондрій і пластид, розростання ендоплазматичної сітки тощо Інтенсивно акумулюється енергія |
Мітоз — поділ, який супроводжується спіралізацією хромосом та утворенням апарату, який забезпечує рівномірний розподіл спадкового матеріалу материнської клітини між двома дочірніми . Мейоз — це особливий спосіб поділу клітин, у результаті якого кількість хромосом зменшується вдвічі й утворюються гаплоїдні клітини . |
Порівняння процесів мітозу та мейозу
Мітоз |
Мейоз |
Мають однакові фази поділу |
|
Перед поділом відбуваються спіралізація і подвоєння молекул ДНК |
|
Один поділ |
Два поділи, що змінюють один одного |
У метафазі на екваторі клітини розміщуються подвоєні хромосоми |
У метафазі на екваторі клітини розміщуються пари гомологічних хромосом |
Кон’югація хромосом і кросинговер відсутні |
У профазі І гомологічні хромосоми кон’югують і можуть обмінюватися ділянками (кросинговер) |
Між поділами відбувається подвоєння хромосом |
Між першим і другим поділами немає подвоєння хромосом |
Утворюються дві дочірні клітини з диплоїд-ним набором хромосом (2n) |
Утворюються чотири клітини з гаплоїдним набором хромосом (n) |
Особливості будови мітотичних хромосом
1. У профазі мітозу хромосоми спіралізуються, скорочуються й потовщуються . Хроматиди відходять одна від одної, залишаючись з’єднаними тільки центромерами |
2 . Метафазні хромосоми мають Х-подібну форму, складаються з двох хроматид, кінці яких розійшлися |
3 В анафазі кожна хромосома розділяється на окремі хроматиди, які називаються дочірніми хромосомами . Вони мають вигляд паличок, зігнутих у місці первинної перетяжки |
Фази |
Процеси |
Відбувається спіралізація хромосом, зникають ядерна оболонка та ядерце, утворюється веретено поділу З’являється сітка мікротрубочок |
|
Завершуються процеси спіралізації хромосом і формування веретена поділу. Кожна хромосома прикріплюється центромерою до мікротрубочки веретена й прямує до центральної частини клітини . Центромери хромосом розміщуються на рівних відстанях від полюсів клітини Хроматиди відокремлюються одна від одної |
|
Відбувається поділ центромер і розходження хроматид до різних полюсів клітини . Біля кожного полюса збирається диплоїдний набір хромосом |
|
Відбувається деспіралізація хромосом, навколо скупчень хроматид утворюється ядерна оболонка, з’являються ядерця; дочірні ядра набувають вигляду інтерфаз-них. Цитоплазма материнської клітини ділиться . Утворюються дві дочірні клітини |
|
Утворюються дві дочірні клітини з диплоїдним набором хромосом |
Біологічне значення мітозу в тому, що він забезпечує постійність числа хромосом у всіх клітинах |
організму, внаслідок чого всі вони мають одну і ту ж генетичну інформацію |
Фаза |
Процеси |
Перший поділ |
|
Починається спіралізація хромосом, однак хроматиди кожної з них не розділяються Гомологічні хромосоми зближуються, утворюють пари — має місце кон’югація Під час кон’югації може спостерігатися процес кросинговеру, під час якого гомологічні хромосоми обмінюються певними ділянками . Унаслідок кросинговеру утворюються нові комбінації різних станів певних генів Через певний час гомологічні хромосоми починають відходити одна від одної . Зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка й починається формування веретена поділу |
|
Нитки веретена поділу прикріплюються до центромер гомологічних хромосом, які лежать не в площині екваторіальної пластинки, а по обидва боки від неї |
|
Гомологічні хромосоми відділяються одна від одної і рухаються до протилежних полюсів клітини . Центромери окремих хромосом не розділяються, і кожна хромосома складається з двох хроматид Біля кожного з полюсів клітини збирається половинний (гаплоїдний) набір хромосом |
|
Формується ядерна оболонка . У тварин і деяких рослин хромосоми деспіралі-зуються, і здійснюється поділ цитоплазми |
|
Унаслідок першого поділу виникають клітини або лише ядра з гаплоїдними наборами хромосом . Інтерфаза між першим і другим поділами скорочена, молекули ДНК у цей час не подвоюються |
I Фаза |
Процеси |
Другий поділ |
|
Спіралізуються хромосоми, кожна з яких складається з двох хроматид, зникають ядерця, руйнується ядерна оболонка, центріолі переміщуються до полюсів клітин, починає формуватися веретено поділу. Хромосоми наближуються до екваторіальної пластинки |
|
Завершуються спіралізація хромосом і формування веретена поділу. Центро-мери хромосом розташовуються в один ряд уздовж екваторіальної пластинки, до них приєднуються нитки веретена поділу |
|
Діляться центромери хромосом, і хроматиди розходяться до полюсів клітини завдяки вкороченню ниток веретена поділу |
|
Хромосоми деспіралізуються, зникає веретено поділу, формуються ядерця та ядерна оболонка Відбувається поділ цитоплазми |
|
Утворюються чотири клітини з гаплоїдним набором хромосом |
Біологічне значення мейозу полягає в підтриманні постійності хро- |
мосомного набору організмів, які розмножуються статевим шляхом . |
Рівні структурної організації хромосом
Каріотип — сукупність хромосом еукаріотичної клітини, типова для даного виду. Хромосомний набір |
характеризується кількістю, розміром та формою хромосом . |
Обмін речовин та енергії
Обмін речовин
Обмін речовин (метаболізм) — надходження в організм поживних речовин із навколишнього середови- |
ща, їх перетворення та виведення з організму продуктів життєдіяльності |
Типи організмів за джерелами енергії та речовин
Етап |
Місце |
Процеси |
Підготовчий |
Шлунково- кишковий тракт, у цитоплазмі клітин |
Органічні макромолекули за участю ферментів розпадаються на дрібні молекули: білки ^ амінокислоти вуглеводи ^ глюкоза жири ^ гліцерин + жирні кислоти Енергія розсіюється у вигляді тепла |
Безкисневий (анаеробний, гліколіз, неповне розщеплення) |
На внут- рішньоклі- тинних мембранах гіалоплазми |
|
Кисневий (аеробний, тканинне дихання) |
У матриксі мітохондрій |
Цикл Кребса: суть перетворень полягає у ступінчастому декарбок-силюванні й дегідруванні піровиноградної кислоти, під час яких утворюються АТФ, НАДН і ФАДН2 . У подальшіх реакціях багаті на енергію НАДН і ФАДН2 передають свої електрони в електронно-транспортний ланцюг, що являє собою мультиферментний комплекс внутрішньої поверхні мітохон-дріальних мембран Унаслідок пересування електрона по ланцюгу переносників утворюється АТФ |
Піровиноградна (молочна) кислота реагує із щавлевооцтовою (оксалоацетатом), утворюючи лимонну кислоту (цитрат), яка проходить ряд послідовних реакцій, перетворюючись на інші кислоти У результаті цих перетворень виникає щавле-вооцтова кислота (оксалоцетат), яка знову реагує з піровиноградною Вільний водень з’єднується з НАД (ніко-тинамідаденіндинуклеотид), утворюючи сполуку НАДН |
Електронно-транспортний ланцюг мітохондрій (дихальний ланцюг)
НАДН окиснюється до НАД+, Н+ та електрона. За допомогою переносників електрони транспортуються на внутрішню поверхню мембрани мітохондрій, іони Н+ накопичуються на зовнішній поверхні. У внутрішній мембрані міто-хондрій локалізована ферментна система АТФ-синтетаза, завдяки якій з АДФ і фосфорної кислоти синтезується АТФ |
Утворення АТФ під час транспорту електронів в електронно-транспортному ланцюгу (хеміосмотична гіпотеза Мітчелла)
Для утворення АТФ ферментна система АТФ-синтетаза використовує різницю електричних потенціалів і концентрації іонів Гідрогену з різних боків мембрани, перерозподіляючи потік H+: із зов- |
нішньої поверхні мембрани переносить іони H+ на внутрішню Під час перенесення електронів від НАДН до O2 виділяється енергія, необхідна для синтезу трьох молекул АТФ . |
Властивості генетичного коду і біосинтез білка
Генетичний код - властива всім живим організмам єдина система збереження спадкової інформації |
в молекулах нуклеїнових кислот у вигляді послідовності нуклео-тидів |
Генетичний код |
1) Триплетний - кожній амінокислоті відповідає трійка нуклеотидів ДНК (РНК) - кодон; |
2) однозначний - один триплет кодує лише одну амінокислоту; |
3) вироджений - одну амінокислоту можуть кодувати декілька різних триплетів; |
4) універсальний - єдиний для всіх організмів, які існують на Землі; |
5) не перекривається - кодони зчитуються один за одним, з однієї певної точки в одному напрямку (один нуклеотид не може входити одночасно до складу двох сусідніх триплетів); |
6) між генами існують «розділові знаки» - ділянки, які не несуть генетичної інформації, а лише відокремлюють одні гени від інших . їх називають спейсерами . |
Стоп-кодони УАА, УАГ, УГА означають припинення синтезу одного поліпептидного ланцюга, триплет |
АУГ визначає місце початку синтезу наступного . |
Етап |
Місце |
Процеси |
Транскрипція |
Каріоплазма |
Фермент РНК-полімераза розщеплює подвійний ланцюг ДНК і на одному з ланцюгів за принципом комплементар-ності синтезує молекулу про-іРНК . За допомогою спеціальних ферментів про-іРНК перетворюється в активну форму іРНК, яка надходить з ядра до цитоплазми клітини |
Активація амінокислот |
Цитоплазма |
Приєднання амінокислот за допомогою ковалентного зв’язку до певної тРНК . тРНК транспортує амінокислоти до місця синтезу білка |
Трансляція |
Рибосоми |
Під час синтезу білка рибосома насувається на ниткоподібну молекулу іРНК таким чином, що іРНК опиняється між її двома субодиницями . У рибосомі є особлива ділянка — функціональний центр . Його розміри відповідають довжині двох триплетів, тому в ньому водночас перебувають два сусідні триплети іРНК . В одній частині функціонального центру антикодон тРНК пізнає кодон іРНК, а в іншій — амінокислота звільнюється від тРНК Коли рибосома досягає стоп-кодону, синтез білкової молекули завершується |
Утворення природної структури білка |
Ендоплазматична сітка |
Білок набуває певної просторової конфігурації . За участю ферментів відбувається відщеплення зайвих амінокислотних залишків, введення фосфатних, карбоксильних та інших груп тощо Після цих процесів білок стає функціонально активним |
Транспортна РНК має вторинну структуру у формі листка конюшини . У певних ділянках молекули тРНК між комплементарними нуклеотидами виникають водневі зв’язки . Біля верхівки «листка конюшини» міститься триплет нуклеотидів, який за генетичним кодом відповідає певній амінокислоті (антикодон), а біля його основи є ділянка, до якої приєднується амінокислота
Полірибосомальний комплекс (полісома)
На одній молекулі іРНКодночас-но можуть синтезуватися декілька поліпептидів за участю багатьох рибосом . Комплекс, який при цьому утворюється, називається полі-рибосомальним
Фотосинтез — процес утворення органічних сполук із неорганічних завдяки перетворенню світлової енергії в енергію хімічних зв’язків Здійснюється в клітинах зелених |
рослин за участю пігментів хлоропластів — хлорофілів а та b (зелені), каротиноїдів (жовті), фікобілінів (сині та червоні) |
Фази |
Місце |
Процеси |
Світлова фаза |
На мембранах тилакоїдів хлоропластів |
Фотосинтезуючі пігменти поглинають енергію світла, що приводить до «збудження» одного з електронів молекули пігменту, який за допомогою молекул-переносників переміщується на зовнішню поверхню мембрани тилакоїдів |
Електрони через ряд проміжних речовин передають енергію для відновлення НАДФ (нікотинамідаденіндинуклеотидфосфат), який приєднує два атоми Гідрогену й перетворюється на НАДФН . Частина енергії електронів перетворюється на енергію АТФ: АДФ + Ф + Q ^ АТФ |
||
Темно-ва фаза (світло не потрібне) |
У стромі хлоропластів |
За наявністю CO2, енергії АТФ та сполук, що утворилися у світлових реакціях, відбувається приєднання Гідрогену до CO2, який надходить у хлоропласти із зовнішнього середовища . Через ряд послідовних реакцій за участю специфічних ферментів утворюються різноманітні сполуки, основними з яких є вуглеводи |
Під час біохімічних реакцій цикла Кальвіна відбувається фіксація атома Карбону CO2 для будови глюкози
Темнова фаза фотосинтезу (цикл Кальвіна)
Для синтезу 1 молекули глюкози потрібні 12 молекул НАДФН та 18 молекул АТФ, які утворюються під час фотохімічних реакцій фотосинтезу
Глюкоза, що утворюється в циклі Кальвіна, потім може розщеплюватися до пірувату і надходити до циклу Кребса
Хемосинтез
Хемосинтез — процес утворення органічних речовин живими організмами з вуглекислого газу та інших неорганічних речовин без участі світла . Здійснюється за рахунок енергії, яка виділяється при окисненні неорганічних речовин . Властивий певним видам бактерій.
Хемосинтезуючі мікроорганізми мають за енергетичні ресурси сірководень, сірку, амоніак, нітритну кислоту тощо Хемосинтез відіграє у природі велику роль, завдяки йому відбуваються такі важливі процеси, як нітрифікація, окиснювання сірководню в морях, перетворення сполук заліза тощо.
Автор: admin от 23-06-2013, 14:01, Переглядів: 16520