Цитоплазма клетки

 


 Цитоплазма наряду с ядром является главным компонентом клетки, с ней связан обмен веществ. Цитоплазма на 85% состоит из воды, на 10% из белков, на 5% из других соединений. Она обладает рядом органелл, ответственных за энергетический и химический обмен клетки. Часть из них включает в себя молекулы ДНК, содержит внеядерные гены. Энергия в клетке вырабатывается особыми организмами, получившими название митохондрий. Митохондрии вырабатывают АТФ, являющийся веществом, богатым энергией. Макроэнергетические связи  АТФ являются главным источником энергии в клетках.

         Важнейшими органеллами растительной клетки являются пластиды. Пластиды, как и митохондрии, способны самовоспроизводиться.

         Электронно-микроскопические исследования в цитоплазме обнаружили мембраны и канальца, связанные с мембранами ядерной оболочки. Эта система называется эндоплазматическим ретикулумом, состоит из белков и фосфолипидов. В цитоплазме находятся субмикроскопические частицы – рибосомы, состоящие из белка и  РНК. В рибосомах осуществляется синтез белка, в их состав входит до 90% РНК клетки.

         Аппарат Гольджи, по-видимому, накапливает и секретирует вещества, синтезированные в клетке; он может исчезать и вновь появляться в клетках. Проблема строения и биохимии цитоплазмы с точки зрения генетики в первую очередь должна рассматриваться в свете ядерно-цитоплазматических взаимоотношений, т.е. в свете проблемы переноса генетической информации из ядра в цитоплазму и в свете проблемы влияния цитоплазмы на генетическую информацию ядра.

         Современными исследованиями показано многообразие структурно-биохимического выражения процессов взаимоотношения ядра и цитоплазмы. Большое значение в этих процессах имеют клеточные ядерные мембраны. Цитоплазматические мембраны в клетке оказались структурами, активными в физиологическом отношении и находятся под генетически контролем. Вместе  тем они могут быть регуляторами поведения хромосом и действия генов. Контакт хромосомы с мембранной оболочкой обеспечивает удвоение хромосомных бактерий и т.д. Большое внимание современных исследований обращено на плазмиды. Они представлены в клетках внеядерными, внехромосомными автономно размножающимися небольшими кольцевыми молекулами ДНК.

         Процессы, идущие в цитоплазме, обеспечивают ход метаболизма, т.е. обмен веществ. Они состоят из синтеза и распада.

         Основные строительные блоки клетки, в частности аминокислоты – блоки белков и нуклеотиды – блоки нуклеиновых кислот, синтезируются из глюкозы и аммиака в результате одной-двух тысяч различных химических реакций. Для синтеза этих соединений нужна химическая энергия, которая получается клеткой при последовательном окислении  глюкозы до CO2  в реакциях гликолиза и цикла трикарбоновых кислот. Высвобождающаяся при этом энергия связывает в макроэнергетических связях молекулы АТФ путём фосфорилирования неорганического фосфора молекул АДФ.

         Синтез веществ клетки не может происходить без катализаторов, коими являются ферменты. Тысячи ферментов катализируют разнообразные химические реакции в клетках. Поскольку каждый из ферментов своим проявлением обязан программирующему действию соответствующего гена, это обеспечивает глубокий всесторонний контроль со стороны генетической программы над всеми биохимическими процессами в клетке.

         Последовательность аминокислот в полипептидах целиком программируется составом нуклеотидов, входящих в каждый из генов. Это свидетельствует о том, что воспроизведение живых форм, основанное на воспроизведение типа и особенностей обмена веществ, является следствием реализации в клетке присущей ей генетической информации.

Предыдущие материалы: Следующие материалы: