A sejtes szervezıdés elemei (sejtalkotók / sejtorganellumok) 1
Sejtorganellumok vizsgálata: fénymikroszkóp elektronmikroszkóp pl. scanning EMS A szupramolekuláris struktúrák további szervezıdése sejtorganellumok (sejtalkotó / kompartmentek) és a sejtes szervezet membrán a sejtorganellumok elkülönítése, de mőködési egysége prokarióta és eukarióta sejtes szervezıdés! Az eukarióta sejtekre jellemzı közös szerkezeti vonások: 2
1. Sejtmembrán a sejtet a környezetétıl elválasztja, de belsejében is igen nagy mennyiségő membrán található. a sejt minden életfunkciójában részt vesz szerkezete: foszfolipidekbıl (fıleg)+ fehérjékbıl felépülı kétrétegő membrán 3
Folyékony mozaik membránmodell A lipid kettıs réteg hidrofób végükkel egymásfelé fordult lipidmolekulákból áll. A lipidmolekulák között mozaikszerően helyezkenek el a fehérjék mozgás: a membrán síkjában, valamint a membrán külsı és belsı felszíne között 2. CITOPLAZMA sejt belsejét tölti ki benne oldott anyagok,tápanyag-molekulák, anyagcsere-termékek (metabolitok), enzimfehérjék stb. benne sejtorganellumok 4
s e j t m a g s. maghártya s. magvacska kromatin SER citoplazma Állati sejt csilló plazmamembrán sejtközpont mitokondrium endoplazmatikus retikulum (RER) riboszóma lizoszóma G. lumen G. vesiculum Golgi-app. sejtváz: mikrotubulus mikrofilamentum 5
Növényi sejt sejtfal plazmamembrán kloroplasztisz mitokondrium G. lumen G. vesiculum Golgi-apparátus vakuólum s. maghártya s. magvacska sejtmag kromatin SER citoplazma plazmodezma endoplazmatikus retikulum (RER) riboszóma sejtváz: mikrotubulus mikrofilamentum leukoplasztisz lizoszóma 6
3. SEJTMAG DNS-fehérje - komplex = kromatin (osztódó sejtekben kromoszóma) 15% fehérje, 30% RNS, a DNS csaknem teljes mennyisége mrns, trns ill. sejtalkotók részleges összeszerelıdése pl. riboszómák sejtmagban: 1 v. több magvacska, RNS-ben gazdag + fehérje. maghártya (kettıs membrán): porózus anyagvándorlás; információ szőrı Az információ rendezettsége nukleoszóma: bázikus fehérjék (hisztonok) (+nonhisztonok) DNS kettıs spirál a nukleoszómákra rátekeredve -gyöngyfüzérszerő struktúra kromoszóma (metafázis)= 2 kromatida DNS szuperspirál információ zártsága 7
4. ENDOPLAZMATIKUS RETIKULUM (ER) belsı membrán-rendszer riboszómákkal komplex: fehérjeszintézis! (durva felszínő~: RER), csatornarendszer (ciszternák) + riboszómák =RER ciszternákban: anyagtranszport (pl. elválasztásra kerülı fehérjék) ER más részei (simafelszínő: SER): szteroidok, gyógyszerek, enzimek 5. RIBOSZÓMA eukarióta citoplazma ~: 80 S összetettek: 60 S és 40 S alegységekbıl (prokarióták:70 S 30 S + 50 S alegys.) rrns (40-50%) + bázikus fehérje (60-50%) ~ a DNS irányításával a sejtmagban keletkezik szabad riboszómák - citoplazmában poliszómákká rendezıdnek: mrns-re felfőzıdı riboszómák fehérjeszint. 8
6. GOLGI-APPARÁTUS membránnal körülhatárolt csövekbıl, üregekbıl áll. nagyobb üregek körül kisebbek egysége: diktioszóma (száma: 1-1000) - ciszternák (6-30), amelybe vesiculumok olvadnak be ill. válnak le róla funkció: poliszacharidok és fehérjék membránnal burkolása, tárolása + külsı környezetbe juttatás. + szerepe más (pl. az ER) membránok szintézisében + növényi sejtfalanyag képzés, stb. kettıs membránrendszer: 7. MITOKONDRIUM kívülrıl sima membrán + erısen meggyőrıdött belsı mb (felületnövelés) = kriszták v. tubulusok; ürege a mátrix 9
belsı mb.-ban: a respirációs lánc (sejtlégzés), az ATP szintézis enzimjei, transzportenzimek (energia ATP-be építése a mitokondriumok a sejtek erımővei) mátrix: folyékony állományú - a biológiai oxidáció enzimjei ~száma: ált. 100 felett mátrixban saját DNS és riboszómák jelentısége! 8. LIZOSZÓMA állati sejtekben (növényi sejtekben?) (kiv. prokarióták) emésztıenzimeket tartalmazó membránnal határolt gömböcskék. polimerek hidrolízisének szabályozása ha a lizoszóma-membrán ép az enzimek nem hatnak a citoplazma anyagaira 10
9. SEJTKÖZPONT/ CENTROSZÓMA citoplazma képlete, DNS-t (v.rns-t) tartalmaz szerepe: a sejten belüli hálózat kialakítása; +sejten belüli rostok, csövek és kompartmentek mozgásának szervezése 10. CITOSZKELETON / A SEJT VÁZA felépítése:- mikrofilamentumok (4-7 nm) aktív mozgás (mozgatás) - átmeneti filamentumok (8-12 nm) sejtforma kialakítása - mikrotubulusok (18-25 nm) - aktív mozgás (mozgatás) 11. MIKROTESTEK membránnal határolt hólyagocskák, belsejük finoman szemcsés 1. 1.Peroxiszóma: oxidatív enzimeket (pl. kataláz) tart. 2. Glioxiszóma: lipidek szénhidrátok (olajok, zsírok raktározásaolajos magvak) 11
12. SEJTFAL növényi sejtek citoplazma terméke, a sejtosztódáskor képzıdik szilárdító funkció felépítése: pektin, hemicellulóz amorf alapállomány cellulóz (kitin) vázanyag berakódó v. kiválasztódó anyagok pl. faanyag, paraanyag, viaszbevonat plazmodezmoszok: sejtkapcsoló struktúrák nyílás + plazmahidak (helyükön vékony primer sejtfalak) 13. KLOROPLASZTISZ fotoszíntetizáló zöld színtestek (vö. plasztiszok) kettıs membrán 12
jellemzı színanyaga: zöld klorofill (+más pigmentek) - fejlettebb növényekben: klorofill-a, klorofill-b - algák: egyéb klorofillok is 1. Lemezes kloroplasztiszok: eukarióta moszatok 2. Gránumos kloroplasztisz : mohák, harasztok, nyitva- és zárvatermık ~ lencse alakú, egy-egy sejtben nagyobb számban felépítése: belsı membrán rendszer - gránumok (=egymáshoz tapadt tilakoidok) + tilakoidok - sztróma (finoman szemcsés alapállomány) - fotoszintézisben fontos pigmentek a tilakoidokban - lipideket raktározó szemcsék - zárványok (szénhidrátok pl. keményítı; olajok) - plasztisz DNS + riboszóma jelentısége 13
A fotoszintézis: 1. fényenergia segítségével a NADP + redukálódik és az ADP ATP-vé foszforilálódik, 2. (fény nélküli) lépés: a NADPH és ATP segítségével a CO 2 különbözı szénhidrátokká és egyéb vegyületekké redukálódik. 14. A citoplazma ZÁRVÁNYAI (VAKUÓLUMOK) szilárd testek; kristályok; gyanták; pl. sikér, vanília, jácint folyékonyak: - sejtnedv~ a legjelentısebb jelentısége! - olaj-, illóolajcseppek: lenolaj, olívaolaj, citromolaj stb. a sejt állandó, idıszakos v. nem állandó alkotói jelentıségük: raktározott tartalék v. anyagcsere mellék-/ végtermékek 14
A SEJTEK SZAPORODÁSA sejtciklus: interfázis (benne a szintetikus fázis) + osztódási fázis az osztódás eukariótáknál lényegesebb formái: 1. MITÓZIS (számtartó):a kiindulási sejtével megegyezı kromoszómaszámú utódsejtet eredményez ~ lényege: az élet fenntartása 2. MEIÓZIS (számfelezı): Diploid (2n) kromoszómakészlető kiindulási sejtekbıl haploid (n) kromoszómaszámú ivarsejtek (állatvilág) ill. ivartalan szaporító-sejtek (spórák-növényvilág) jönnek létre ~ lényege: max. variabilitás és max. konzervatívizmus Diploid (2n) = kétszeres kromoszómakészlető Haploid (n) = egyszeres kromoszómakészlető 15