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Zuletzt überprüft: 23.04.2024
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Nach modernen Vorstellungen ist jede Zelle eine universelle strukturell-funktionale Einheit der Lebenden. Die Zellen aller lebenden Organismen haben eine ähnliche Struktur. Die Zellen vermehren sich nur durch Teilung.
Zelle (Cellula) ist die elementar geordnete Einheit der Lebenden. Es übernimmt die Funktionen der Überprüfung (Erkennung), Stoffwechsel und Energie, Reproduktion, Wachstum und Regeneration, Anpassung an die sich verändernden Bedingungen der inneren und äußeren Umwelt. Zellen sind in Form, Struktur, chemischer Zusammensetzung und Funktionen vielfältig. Im menschlichen Körper gibt es flache, kugelförmige, ovale, kubische, prismatische, pyramidale, sternförmige Zellen. Es gibt Zellen in der Größe von einigen Mikrometern (kleine Lymphozyten) bis 200 Mikrometer (Ei).
Aus der Umgebung und benachbarten Zellen wird der Inhalt jeder Zelle durch ein Cytolemma (Plasmolemma) getrennt, das die Beziehung der Zelle zur extrazellulären Umgebung sicherstellt. Die Bestandteile der Zelle innerhalb des Zytolemms sind der Zellkern und das Zytoplasma, das aus dem Hyaloplasma und den darin befindlichen Organellen und Einschlüssen besteht.
[Citolemma
Cytolemma (Cytolemma) oder Plasmalemma ist eine 9-10 nm dicke Zellmembran. Es führt Trenn- und Schutzfunktionen aus, nimmt Umwelteinflüsse aufgrund der Anwesenheit von Rezeptoren wahr (Empfangsfunktion). Das Zytolemm, das metabolische Transportfunktionen ausführt, führt den Transfer verschiedener Moleküle (Partikel) aus der Umgebung der Zelle in das Innere der Zelle und in die entgegengesetzte Richtung aus. Der Prozess der Übertragung in die Zelle wird Endozytose genannt. Die Endozytose ist in Phagozytose und Pinozytose unterteilt. Bei der Phagozytose fängt die Zelle große Partikel (Partikel von toten Zellen, Mikroorganismen) auf und absorbiert sie. Bei der Pinozytose bildet das Cytolemma Fortsätze, die sich in Vesikel verwandeln, in denen kleine Partikel in der Gewebsflüssigkeit gelöst, gelöst oder suspendiert sind. Pinocytose-Vesikel vermischen die Partikel in ihnen in die Zelle.
Das Zytolemma ist auch an der Ausscheidung von Substanzen aus der Zelle beteiligt - Exozytose. Exozytose wird mit Hilfe von Vesikeln, Vakuolen, durchgeführt, in denen die aus der Zelle herausgezogenen Substanzen sich zuerst zum Zytolemma bewegen. Die Vesikelhülle geht mit dem Cytolemma ineinander über und ihr Inhalt dringt in die extrazelluläre Umgebung ein.
Die Rezeptorfunktion wird an der Oberfläche des Zytolemms mit Hilfe von Glykolipiden und gl durchgeführt und an Proteine, die chemische und physikalische Faktoren erkennen können. Die Rezeptoren einer Zelle können solche biologisch aktiven Substanzen wie Hormone, Mediatoren usw. Unterscheiden. Der Cytolemma-Rezeptor ist das wichtigste Bindeglied bei interzellulären Wechselwirkungen.
Im Cytolemma, einer semipermeablen biologischen Membran, werden drei Schichten unterschieden: extern, intermediär und intern. Die äußeren und inneren Schichten des Cytolemms, etwa 2,5 nm dick, bilden eine elektronisch dichte Lipiddoppelschicht (Bilayer). Zwischen diesen Schichten befindet sich eine elektronenlicht-hydrophobe Zone von Lipidmolekülen, deren Dicke etwa 3 nm beträgt. In jeder Monoschicht der Lipiddoppelschicht gibt es verschiedene Lipide: in der äußeren Schicht - Cytochrom, Glykolipide, deren Kohlenhydratketten nach außen gerichtet sind; in der inneren Monoschicht gegenüber dem Zytoplasma, die Moleküle von Cholesterin, ATP-Synthetase. Proteinmoleküle befinden sich in der Dicke des Cytolemms. Einige von ihnen (integral oder transmembrannye) durchlaufen die gesamte Dicke des Zytolemms. Andere Proteine (periphere oder externe) liegen in der inneren oder äußeren Monoschicht der Membran. Membranproteine erfüllen verschiedene Funktionen: einige sind Rezeptoren, andere sind Enzyme, andere sind Träger verschiedener Substanzen, da sie Transportfunktionen ausführen.
Die äußere Oberfläche des Zytolemms ist mit einer feinfibrillären Schicht (von 7,5 bis 200 nm) der Glykokalyx bedeckt. Glykokalyx (Glykokalyx) wird durch die Seitenkohlenhydratketten von Glykolipiden, Glykoproteinen und anderen Kohlenhydratverbindungen gebildet. Kohlenhydrate in Form von Polysacchariden bilden Verzweigungsketten, die durch Glutide und Cytolemma-Proteine verbunden sind.
Das Zytolemma bildet spezialisierte Strukturen auf der Oberfläche einiger Zellen: Mikrovilli, Zilien, interzelluläre Verbindungen.
Microvilli (Mikrovilli) mit einer Länge von bis zu 1 -2 μm und einem Durchmesser von bis zu 0,1 μm ist ein digital bedecktes fingerförmiges Wachstum. In der Mitte der Microvilli gibt es Bündel von parallelen aktinovyh Filamente, an der Cytolemma an der Spitze des Microvillus und an seinen Seiten befestigt. Microvilli erhöhen die freie Oberfläche von Zellen. In Leukozyten und Zellen des Bindegewebes sind Mikrovilli kurz, im Darmepithel lang, und es gibt so viele von ihnen, dass sie den sogenannten Bürstensaum bilden. Dank Aktinfilamenten sind Mikrovilli mobil.
Zilien und Geißeln sind auch beweglich, ihre Bewegungen pendelförmig, wellig. Die freie Oberfläche des Flimmerepithels des Respirationstrakts, des Vas deferens, der Eileiter ist mit Zilien von 5-15 μm Länge und 0,15-0,25 μm Durchmesser bedeckt. In der Mitte jedes Ciliums befindet sich ein axiales Filament (Axonem), das von neun miteinander verbundenen peripheren Doppelmikrotubuli gebildet wird, die das Axonem umgeben. Der anfängliche (proximale) Teil des Mikrotubulus endet in Form eines basalen Körpers, der im Zytoplasma der Zelle lokalisiert ist und ebenfalls aus Mikrotubuli besteht. Flagellum ist in seiner Struktur Cilien ähnlich, sie führen koordinierte oszillatorische Bewegungen aufgrund des Rutschens von Mikrotubuli relativ zueinander aus.
Das Cytolemma ist an der Bildung interzellulärer Verbindungen beteiligt.
Interzelluläre Verbindungen entstehen an den Kontaktstellen der Zellen untereinander, sie liefern interzelluläre Interaktionen. Solche Verbindungen (Kontakte) sind in einfache, gezahnte und dichte unterteilt. Eine einfache Verbindung ist das Cytolemma benachbarter Zellen (interzellulärer Raum), das sich einem Abstand von 15-20 nm nähert. Wenn die gezackten Verbindungsvorsprünge (Zinnen) des Zytolemms einer Zelle zwischen die Zähne einer anderen Zelle (eingekeilt) kommen. Wenn die Ausstülpungen des Zytolemms lang sind, tief zwischen dieselben Ausstülpungen einer anderen Zelle gehen, dann werden solche Verbindungen fingerähnlich (Interdigitation) genannt.
Bei speziellen dichten interzellulären Verbindungen ist das Zytolemm benachbarter Zellen so eng, dass sie miteinander verschmelzen. Dies erzeugt eine sogenannte Sperrzone, die für Moleküle undurchlässig ist. Wenn eine dichte Verbindung des Cytomegmas in einem begrenzten Bereich auftritt, wird ein Adhäsionsfleck (Desmosom) gebildet. Das Desmosom ist eine Stelle mit hoher Elektronendichte bis zu 1,5 μm Durchmesser, die die Funktion der mechanischen Kopplung einer Zelle an eine andere erfüllt. Solche Kontakte finden sich häufiger zwischen Epithelzellen.
Es treten auch schlitzartige Verbindungen (Nexus) auf, deren Länge 2-3 Mikron erreicht. Die Cytolemmas solcher Verbindungen sind voneinander um 2-3 nm beabstandet. Durch solche Kontakte passieren Ionen und Moleküle leicht. Daher wird Nexus auch als leitfähige Verbindung bezeichnet. So wird zum Beispiel im Myokard durch Neksusy die Erregung von einem Kardiomyozyt zum anderen übertragen.
Gialoplasma
Hyaloplasma (Hyaloplasma, von den griechischen Hyalinos - transparent) ist etwa 53-55% des gesamten Zytoplasma-Volumens und bildet eine homogene Masse komplexer Zusammensetzung. Im Hyaloplasma gibt es Proteine, Polysaccharide, Nukleinsäuren, Enzyme. Unter Beteiligung von Ribosomen werden Proteine im Hyaloplasma synthetisiert, wobei verschiedene Reaktionen des intermediären Metabolismus auftreten. Im Hyaloplasma gibt es auch Organellen, Einschlüsse und den Zellkern.
Zellorganellen
Organellen (Organellen) sind obligatorische Mikrostrukturen für alle Zellen, die bestimmte lebenswichtige Funktionen erfüllen. Es gibt Membran- und Nichtmembran-Organellen. Membranorganellen, die durch das Hyaloplasma von der umgebenden Membran getrennt sind, umfassen das endoplasmatische Retikulum, den inneren netzartigen Apparat (Golgi-Komplex), Lysosomen, Peroxisomen, Mitochondrien.
Membranzellorganellen
Alle Membranorganellen sind aus Elementarmembranen aufgebaut, deren Organisationsprinzip der Struktur von Cytolemmas ähnlich ist. Cytofiziologicheskie Prozesse sind mit der konstanten Adhäsion, Fusion und Trennung von Membranen verbunden, während das Haften und Vereinigen von nur topologisch identischen Monoschichten von Membranen möglich ist. Somit ist die äußere Schicht jeder dem Hyaloplasma zugewandten Membran der Organelle identisch mit der inneren Schicht des Cytolemms, und die der Organelle zugewandte innere Schicht ist der äußeren Schicht des Cytolemms ähnlich.
Membranzellorganellen
Nicht-Membranorganellen der Zelle umfassen Zentriolen, Mikrotubuli, Filamente, Ribosomen und Polysomen.
Transport von Substanzen und Membranen in einer Zelle
Stoffe zirkulieren in der Zelle und werden in Membranen verpackt ("Bewegung des Zellinhalts in Behältern"). Die Sortierung von Substanzen und ihre Bewegung sind mit der Anwesenheit von speziellen Rezeptorproteinen in den Membranen des Golgi-Komplexes verbunden. Der Transport durch Membranen, auch durch die Plasmamembran (Cytolemma), ist eine der wichtigsten Funktionen lebender Zellen. Es gibt zwei Transportarten: passiv und aktiv. Der passive Verkehr erfordert keine Energiekosten, der aktive Verkehr ist volatil.
Transport von Substanzen und Membranen in einer Zelle
Zellkern
Der Kern (Kern, s. Karyon) ist in allen menschlichen Zellen vorhanden, mit Ausnahme von Erythrozyten und Thrombozyten. Kernel-Funktionen - Speicherung und Übertragung von Erbinformationen in die neuen (Kinder-) Zellen. Diese Funktionen hängen mit der Anwesenheit von DNA im Kern zusammen. Im Kern gibt es auch eine Synthese von Proteinen - Ribonukleinsäure RNA und ribosomalen Materialien.
Zellteilung. Zellzyklus
Das Wachstum des Körpers erfolgt aufgrund der Zunahme der Anzahl der Zellen durch Teilung. Die wichtigsten Methoden der Zellteilung im menschlichen Körper sind Mitose und Meiose. Die bei diesen Methoden der Zellteilung ablaufenden Prozesse verlaufen in gleicher Weise, führen aber zu unterschiedlichen Ergebnissen.