Аденозинтрифосфат – Аденозинтрифосфорная кислота.

Макроэргические связи — это ковалентные связи, которые гидролизуются с выделением значительного количества энергии: 30 кДж/моль и более (свободная энергия гидролиза).

Ковалентная связь

|

Аденозин –---------------------------Ф_н~Ф_н~Ф_н

| | |

АМФ -- АденозинМоноФосфат -| | |

АДФ -- АденозинДиФосфат ---------| |

АТФ -- АденозинТриФосфат ------------|

Уникальное соединение. Способ аккумуляции энергии всех обитателей нашей планеты.

АТФ – универсальный аккумулятор и транспортёр энергии в клетке. Клетка получает из него энергию путем гидролиза. Фермент, который катализирует эту реакцию называется АТФаза.

АТФ + H₂O -> АДФ + Ф_н + Е

АДФ + H₂O -> АМФ + Ф_н + Е

Растения получают энергию виде солнечного света и преобразуют ее в АТФ.

Мы получаем белки, жирки, углеводы расщепляем их и запасаем в АТФ и только потом используем в клетке. Отсюда потери энергии. При расщеплении мы 45% энергии рассеиваем виде тепла и только 55% запасаем в АТФ. Температура нашего тела это побочный продукт синтеза АТФ.

 

Строение клетки

Клетка

Структуры:

1. Клеточная (цитоплазматическая) мембрана. Плазмалемма. Это то что отделяет клетку от окружения.

2. Ядро. ДНК должна быть защищена и вокруг нее выстраивается целая структура.

В этом ядре есть

- хроматин (нити ДНК); Когда ДНК стерилизуется, упаковывается, получается хромосом.

- ядрышки;

- ядерный сок (кариоплазма);

- ядерная оболочка, которая все это отделяет от цитоплазмы.

 

3. Цитоплазма и ее органоиды (ядро не является органоидом цитоплазмы).

a) Гиалоплазма;

b) Органоиды – это отдельные участки цитоплазмы, которые имеют определенное строение и выполняют определенные функции; Органоиды делятся на 2-ве группы:

1. Мембранные органоиды. Их стенки образованны элементарными мембранами похожими на клеточную мембрану. К мембранным органоидам относятся:

· Эндоплазматическая сеть (ЭПС);

· Комплекс Гольджи;

· Лизосомы

· Митохондрии;

2. Не мембранные органоиды. В основном они состоят из белков. К ним относятся:

· Рибосомы;

· Цитоскелет;

· Клеточный центр;

· Клеточные ключи;

· Центриоль

 

Клеточная мембрана (Плазмалемма):

 

Клеточная мембрана состои т из:

1. Билипидного слоя из фосфолипидов.

Толщина билипидного 7,5 нм

2. Белков из 3 групп:

a) Периферические белки.

П. б. удерживаются за счет электростатических сил притяжения от полярных фосфолипидов.

Функция: Структурная.

b) Полуинтегральные белки. Удерживаются за счет взаимодействия с гидрофобными хвостами, т.к. тоже имеют гидрофобные части.

Функции:

1. Эти белки могут быть ферментами.

Фиксируются в мембране в определенном порядке для конверсии субстрата.

2. Транспортная. Челночный транспорт. У данного белка будет активный центр, который комплементарен, например, иону Na или K, Ca или молекулы Глюкозы, тогда белок захватывает на одной стороне мембраны это вещество протаскивает его сквозь билипидный слой и выбрасывает на другой стороне. Возвращается назад пустой, либо с другим веществом. Ходит туда-сюда как челнок по мембране.

c) Интегральный белок. Выполняют три разных видов функций:

1. Транспортная функция. Канальный транспорт. Белок имеет такую конформацию, что внутри него имеется канал. Через этот канал свободно перемещаются (диффундируют) по закону осмоса, те или иные вещества. Канал может быть постоянно открыт тогда его называют постоянно открытый канал или пора. Либо может быть закрыт тогда для его открытия нужны определенные условия.

2. Эти белки могут быть частью ферментной системы (выполняют ферментативную функцию).

3. Рецепторная.

Мембранный транспорт.

Свойство мембраны – способность избирательно пропускать в клетку и из нее определенные вещества. Транспорт мембраны бывает 2 видов:

1. Пассивный транспорт. Не требует затрат энергии и протекает по законам осмоса. Вещества сами протекают их требуется только пропустить. Существует 2 вида пассивного транспорта: через поры (открытые каналы) или каналы, которые постоянно открыты диффундирует вода и некоторые ионы минеральных солей (полярные вещества).

Непосредственно сквозь билипидный слой перемещаются гидрофобные, жироподобные вещества, например, жирные кислоты или жироподобные витамины.

2. Активный вид транспорта. Требует затрат энергии и не зависит от концентрации веществ (для закона осмоса).

a) При помощи транспортных белков мембраны. Таким путем могут перемещаться небольшие (низкомолекулярные вещества), например, ионы, мономеры разных органических веществ, аминокислоты, моносахариды, другие органические кислоты.

В зависимости от того какие белки этот транспорт осуществляют он может быть:

1. Челночным. Обеспечивают полуинтегральные белки.

2. Канальным. Обеспечивают интегральные белки.

b) При помощи мембранных структур. Транспортируются крупные частицы, либо порции веществ.

1. Эндоцитоз. Захват клеткой частиц из внешней среды. Частицы фиксируются на поверхности мембраны (существует комплиментарность). Мембрана образует выпячивание вокруг этой частицы, начинает ее охватывать.

 

 

Различают: фагоцитоз – поглощение твердых частиц и

пиноцитоз – поглощение капель жидкости с растворенными веществами.

2. Экзоцитоз. Выведение из клетки порций продуктов метаболизма. Пример, выброс медиаторов нейроном, железы выбрасывают гармоны.

 

 

Функции клеточной мембраны:

1. Ограничивают клетку от окружающей среды.

2. Транспортная функция. Регулируют поступления веществ из клетки и в клетку.

3. Защитная. Защищает внутренние содержимое клетки от внешних воздействий.

4. Обеспечивает узнавание клеток соседей и соединение их в ткани.

5. Рецепторная (сигнальная). Обеспечивает восприятие внешних воздействий и ответ на них.

6. Структурная. Участвует в построении мембранных органоидов цитоплазмы оболочки ядра.

7. Ферментативная. Является местом фиксации фермента системы.

8. Благодаря полупроницаемости обеспечивает создание и поддержание мембранного потенциала.

Цитоплазма и ее органойды.

Гиалоплазма, или матрикс цитоплазмы, или цитозоль. Основа цитоплазмы. Полужидкая масса в которой находятся органоиды. Представляет собой раствор органических и неорганических веществ.

Функции:

1. Среда для протекания всех биохимических и физиологических процессов в клетке.

2. Объединяет в одно целое структуру клетки.

 

Органоиды

I. Цитоскелет. Очень важен особенно для нервных клеток.

 

 

Это белковые структуры, а именно: микротрубочки, микрофиламенты, клеточный центр. Они пронизывают всю цитоплазму, прикрепляются изнутри к периферическим белкам мембраны. Центром этой системы является клеточный центр (два цилиндрических тельца, которые называются центриолью. Внутри ядра лежат два тельца их стенки образованы микротрубочками из белков, от них расходится так называемая лучистая сфера во все стороны, которая пронизывает всю цитоплазму, там микротрубочки, нити белковые и много всего разного). У нервной клетки клеточный центр отсутствует, он участвует в первую очередь в сборке этих трубочек и делении клетки. Клеточный центр это место сборки микротрубочек. Они как будто разрастаются от сюда, как рельсы.

Функции:

1. Опорная. Он составляет каркас клетки и поддерживает ее форму.

2. Обеспечивает изменение формы клетки и таким образом создает движение.

3. Транспортная. По микротрубочкам, как по рельсам перемещаются органоиды клетки.

4. Участвует в делении клетки. Формирует такие специальные нити – веретена деления, которые растаскивают хромосомы дочерние, строго определенным образом в дочерней клетке и ошибок быть не должно.

II. ЭПС (Эндоплазматическая сеть, ЭПР Эндоплазматический ретикулум)

Схематическое представление клеточного ядра, эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи.
(1) Ядро клетки.
(2) Поры ядерной мембраны.
(3) Гранулярный эндоплазматический ретикулум.
(4) Агранулярный эндоплазматический ретикулум.
(5) Рибосомы на поверхности гранулярного эндоплазматического ретикулума.
(6) Макромолекулы
(7) Транспортные везикулы.
(8) Комплекс Гольджи.
(9) Цис-Гольджи
(10) Транс-Гольджи
(11) Цистерны Гольджи

Это мембраный органойд ограниченный плазмолемой каналы, цестерны, полости, которые пронизывают всю цитоплазму.

Соединяются с клеточной мембранной и оболочкой ядра. Вся клетка забита этими каналами.

Различают 2 вида ЭПС:

1. Грануляраня (Шерховатая) ЭПС. Так называется потомучто на мембранах ее каналах фиксируются рибосомы. Это крупные тельца, как зернышки и через них проходят иРНК. Они синтезируют белок и белок сваливается сразу в канал ЭПС и транспортируется в то место, где он нужен, как правило аппарт гольджи. Это одновремено место синтеза и транспортная система. Если органоиды поверху перемещаются как по рельсам, то вещества плазмойды должны перемещатся по каналам.

 

Функции Гранулярной ЭПС:

a) Синтез белка;

b) Транспортная.

 

2. Агранулярная (Гладкая) ЭПС. В ее мембране множество белков ферментов. Эти ферменты обеспечивают синтез, а при необходимости и расщипление углеводов и лепидов.

Всю органику этой мембраной мы себе и синтезируем при необходимости.

 

Функции Агранулярной ЭПС:

a) На краю мембраны происходит синтез и распад всех органических веществ (белков, липидов, углеводов и расщепление РНК);

b) Транспортная. По ее каналам транспортируются органические вещества и минеральные соли.

c) Является резервуаром (накопителем) ионов Са^-.

 

 

III. Рибосомы.

Это комплекс многочисленных белков и иРНК. Этот комплекс имеет определенную форму, каждая рибосома состоит из двух субединиц. Одна называется малая, а другая большая. Малая имеет форму кулачка с пальчиком, а большая форму ковша. По принципу комплементарности одна входит в другую. А между ними зажата иРНК. В большую попадает тРНК. Все идеально построено, что читать информацию безошибок.

Функция Рибосом:

1. Синтез белка.

Субединицы рибосом образуются в ядрышках.

 

IV. Комплекс (аппарт) Гольджи.

Выше было сказано, что белок имеет несколько структур. Каждая субединица белка будет синтезироваться по отдельно на РНК, на отдельных Рибосомах. Где все это собрать? А также собрать комплекс из липида и фосфорной кислоты собрать фосфолипид, т.к. липид синтезируется в клетке, а фосфат мы потребляем он поступает в том виде в котором есть он не изменный. Или скажем объединить углевод и белок. Все эти процессы возможны только в одном месте в апарате Гольджи. Белки синтезируются по каналам поступают в аппарат Гольджи и там уже наконец завершаются все процессы. Он из себя представляет: Это ограниченный элементарными мембранами 6-8 плоских полостей, которые расположенны в стопку (несколько этажей). Отходящие от них каналы, а на концах каналов пузырьки (цестерны).

 

 

 

Аппарат Гольджи и другие мембранные органеллы эукариотической клетки.

 

В аппарат Гольджи поступают вещества транспортируемые по каналам ЭПС. Он образует единый функциональный комплекс с ЭПС.

Функции аппарата Гольджи:

1. Поступившие сюда вещества обезвоживаются, концентрируются, упаковываются в мембранные пузырьки и таким образом подготавливаются к выведению из клетки (экзоцитоз), либо к использованию самой клетки.

2. Здесь происходит сборка сложных комплексов органических веществ (четвертичная структура белка, фосфолипидов и т.д.).