Ұялы Оқулық – Кіріспе

Түпнұсқа беттер http://employees.csbsju.edu/hjakubowski/classes/ch250/ROBI_CellTutorial.html

Метаболикалық жолы– лар

СТ0. Ұяшық: Шолу (Авторы Генри Якубовский)

Сіз, бәлкім, үйреніп, ұялы көптеген рет, не мектепте, не колледжі биология сыныптар. Көптеген сайттар бар, қол жетімді, олар комментариев қалай прокариотических (бактериялық), archeal және эукариоттық жасушалар (см. сілтемелер төменгі). Бұл оқулық арнайы әзірленген тұрғысынан химия. Ол зерттейді төрт сынып биомолекул (липидтердің, белоктар, нуклеин қышқылдары және көмірсулар) және сипатталады оңайлатылған көркем мәнерде, онда олар табылған, жасалған, және деградирует торда (т. е. олардың тарихы). Ол шоғырланған “эукариоттық жасушаларында, олар қарағанда неғұрлым қарапайым прокариотические жасушалары бар ішкі органоиды, окруженные мембраналармен бұл бөліну химиялық реакциялар. Алдымен жалпы шолу ұялы ұсынылды. Кейінгі тарауларында шоғырландырылатын болады ерекше биомолекул.

Кел, ойланайық туралы клеткадағы ретінде химиялық зауыты, ол жобалайды, импорт, синтезирует, пайдаланады, экспорт және нашарлатады түрлі химиялық заттарды (егер жасуша, бұл қамтиды липидтер, ақуыздар, нуклеин қышқылдары және көмірсулар). Ол сондай-ақ анықтауға тиіс немесе сезінуге саны шикізат және дайын химиялық заттар, ол бар және жауап беруші меншікті және сыртқы қажеттілікті арттырып немесе ажырату. Фигурасы ұяшық төмен және басқа да сайттар оның негізінде берілді отырып любезного рұқсат Лилиана Торрес. Басыңыз көк гиперсілтемелерS үшін кейбір органеллы қосымша ақпарат алу үшін.

Сурет: Эукариотическая Клетка

 

CellImageMap

Митохондрии Сілтемені Рибосомы

http://torresbioclan.pbworks.com/w/page/22377234/Spikefish%20About%20Cells

Пайдалануға рұқсат  Лилиана Торрес .  Сондай-ақ, http://www.animalport.com/animal-cells.html

Дизайн – Дизайн үшін жасушаның негізінен тұрады сызбасы жасушалар, генетикалық коды, ол тұрады ДНК ядрода жасушаның аздаған мөлшерде” бұл митохондриях. Әрине, ДНҚ көшіргі қағаз арқылы болуы тиіс оқыды (транскрибируется) көмегімен ақуыз ферменттер, олар өздері болды закодированы ДНК. Генетикалық код бар бас жоспар, ол анықтайды дәйектілігі барлық клеткалық белоктардың, содан кейін катализируют барлық дерлік басқа да спорт және демалыс торкөзінде қоса алғанда, катализ, қозғалғыштығы, сәулет құрылымы және т. б. айырмашылығы ДНҚ, РНҚ және ақуыз полимерлер ұзындығы мен реті полисахарид, полимер жоқ басқарылатын үлгісі, дәлірек айтқанда, ферменттер, олар физиологиялық полимеризацию.

Импорт/Экспорт: Көптеген химиялық құрайтын жасушалар пайда емес, тікелей синтез және импорт шағын және үлкен молекулалар. Импортталған молекуласының өтуі тиіс арқылы клеткалық мембраналар және кейбір жағдайларда көмегімен қосымша мембраналар кезінде олар орналастырылуы тиіс ішіндегі мембраносвязанных органелл. Молекулалар қозғала алады жасуша ішіне мембрана арқылы пассивті диффузия жолымен бірақ әдетте оларды “қозғалысына азайтылуы есебінен” қол жетімді мембраналық рецепторлардың. Молекулалар мүмкін сондай-ақ, жоғары жылжыту градиент шоғырлану процесінде, атты тәрбие іс-шара “белсенді көлік”. Ескере отырып, амфифильных табиғат бислой (Полярлық тобы бас экстерьері, интерьері неполярных), сіз болар еді”, – деп күтуге полярлы молекулалар, глюкоза болады бастан қиындықтар жылжи отырып мембрана арқылы. Шын мәнінде, мембраналық транспорттық белоктар қатысады қозғалысы екі неполярных және полярлық молекулалардың.

– транспортерлер, белоктар-тасымалдаушылар, сондай-ақ: осы мембраналық белоктар жылжыту ерекше лиганда молекулалары көлденең мембраналар, әдетте, төмен градиент концентрациясы. Компьютерлік модельдеу арналған жеңілдетілген диффузия лактоза мембрана арқылы көрсетілген мына сілтеме. Анимация лактоза диффузия арқылы Лейси рецепторлардың

(Жоғарыда сілтеме бірден төмен Тheoretical және есептеу биофизика топтың Бекман Институты, Университеті Иллинойс Урбана-Шампейн. Бұл молекулярлық-динамикалық модельдеу гламур бастап ВМД/NAMD/BioCoRE/ВММ/басқа бағдарламалық қамтамасыз ету қолдау үшін әзірленген Топ-төменгі жағы.)

– иондық каналдар – бұл мембраналық белоктар мүмкіндік береді stream иондар мембраналар арқылы. Кейбір үнемі ашылды (nongated) ал басқалар болып табылады жабық, ашық немесе жабық болуына байланысты лиганды, байланыстырылады ақуыз арнасын және жергілікті қоршаған ақуыз мембране. Stream иондар арқылы арна істеуін термодинамически қолайлы бағытта, ол байланысты олардың концентрациясы және кернеу градиентами мембрана арқылы.

– тері тесігін: кейбір мембраналар (ядролық, митохондрии) құрастыруға белоктар (мысалы, porins) қалыптастыру үшін үлкен, бірақ реттелетін тері тесігін. Porins кездеседі митохондриальной мембраналар кезінде nucleoporins орналасқан ядролық мембраналар. Шағын молекулалар әдетте, арқылы өтуі мүмкін бұл тері тесігін мембраналар сол кезде үлкен бір іріктеліп негізінде олардың бейімділігі білімі өтпелі процестерді межмолекулярного күштер тартылыс бабына поровых белоктар. Келесі сілтеме көрсетеді диффузия арқылы су аквапорин. анимация диффузия арқылы су арнасы аквапорин,

– эндоцитоза: өте ірі бөлшектер (мысалы, ТТЛП немесе Липопротеидтер төмен тығыздығы, немесе вирустар) еніп, тор арқылы процесс эндоцитоз деп аталатын. Бастапқыда ТТЛП немесе вирус байланыстырылады рецепторлардың бетінің жасушалары. Бұл туғызады бірқатар оқиғалар, ол әкеледі впячивания клеткалық мембраналар бұл ретте нүкте. Бұл, сайып келгенде, зажимает өшірулі қалыптастыру endosomal пузырька окруженный белок клатрин. “Әлі ерте” эндосомы мүмкін таңдау жаңа белоктар және басқа да құрамдас, сондай-ақ избавлялись олардан, олар қалай қозғалады және жетілген арқылы ұяшықты. Бұл процесі жетілу, сорғылар ақуыз ядрышко төмендеуіне “endosomal рН әкеп соқтыруы мүмкін конформационных өзгерістер ақуыз құрылымы мен линять белоктар. Нәтижесінде, “кеш” ядрышко жетеді және төгіледі с лизосомой, ішкі органелл, құрамында деструктивті ферменттер. Undegraded компоненттен вирустық нуклеин қышқылдарының немесе холестерин болып табылады жеткізілді камераға. Бұл көлік, сондай-ақ баруға және кері бағытта және рециркулирует рецепторлардың – жасушалық мембраналар. Осылайша защемление көпіршіктері жылғы Гольджи кешені сливаться с эндосомы, бұл ретте кейбір компоненттері өмір сүру процесін қайта іске қосу Гольджи.

Синтездеу/Нашарлатуы: Жасушаның тиіс екі синтездеу және азып-тозуын шағын молекулалардың, сондай-ақ, ірі-ірі полимер, ақуыз, көмірсулар және нуклеин қышқылдары. Анаболические (синтетикалық) және катаболический (деструктивті) соқпағы жиі разобщенным уақыт кеңістік ішіндегі ұяшықтар. Мысалы, май қышқылдарының синтезі жүзеге асырылады в цитоплазме, ал май қышқылдарының тотығуы жүзеге асырылады митохондрии. Белоктар синтезделінеді в цитоплазме немесе аяқталды эндоплазматический ретикулум (мембраналар және экспортталатын ақуыз), олар азып-тозған ” лизосомы немесе, одан да маңызды, үлкенполимолекулярного құрылымы торда деп аталады протеасомы.

Қарастырайық кейбір негізгі сипаттамалары ұяшықты бұрын біз углубимся егжей-тегжейін.

Жасушалар және олардың ішкі бөліктері реттелетін иондарының концентрациясы және Ион гидроксония.

Күткеніміздей рН цитозоле (су субстанцияның айналадағы барлық органеллы ішіндегі жасушалар) ауытқып отырады желтоқсандағы шамамен 7.0-7.4 байланысты метаболическое жағдайы жасушалар. Кейбір органеллы бар Протон транспортерлер бұл мүмкін айтарлықтай өзгертуге рН ішіндегі органелл. Мысалы рН ішіндегі лизосомы, ал деструктивті органелл, шамамен 4.8. ” күйреді рН градиенті ішкі митохондриальной мембране жеткілікті үшін басқаруға термодинамически unfavored АТФ синтезі.

Салыстырғанда внеклеточной сұйықтықтың концентрациясы калий иондары құрайды жоғарыда ішіндегі жасушалар, ал концентрациясы натрий, хлор және кальций иондардың жоғары сыртынан жасушалары (төмендегі кестені қараңыз). Бұл концентрациясы градиенты қолдау иондық транспортерлер мен арналарын талап етеді энергия шығыстар, сайып келгенде түрінде АТФ гидролизі. Өзгерістер осы шоғырлануы ажырамас бөлігі болып табылады сигнал жүйесінің пайдаланылатын ұяшық сезім мен әрекет етуге, өзгерістер оның сыртқы және ішкі ортада.

Су кездеседі заттай түріндегі, сондай-ақ міндетті түрде макромолекулалардың, белоктар және полисахаридтер. Бұл су еді күтілуде болады әр түрлі қасиеттері бар. Кестенің төмен көрсетеді үлгі концентрациясы иондары клеткадағы.

Ион Ішіндегі (мм) Сыртынан (мм)
НС+ 140 5
“K+ 12 140
ХЛ- 4 15
Са2+ 1 эм 2

Жасушалар бар, ішкі құрылымын, қамтамасыз етеді сәулет және ішкі құрылымдық қолдау. 

“Цитоскелета” архитектура (молекулярлық “кәбілдер” және “балочного” типті құрылымдар) емес, отличающееся от зауыт.

Цитоскелет
чttp://www.cybercom.net/~copters/trips/pictures/factory_inside.jpg   http://en.wikipedia.org/wiki/File:FluorescentCells.jpg

Ішкі шеңбер немесе цитоскелет жасушаның тұрады микрофиламентов, аралық филаменты және микротрубочки. Олар тұрады мономерных протеиндер өз бетінше жинап, қалыптастыру үшін ішкі сәулет. Бөліктері цитоскелет мүмкін мүмкін көрінеді фото жоғары (таңдалып алынған Wikipedia).

Микрофиламенты актина мономерлер (окрашивали қызыл/қызғылт сары флуорофором) және микротрубочек ұсынатын астам құрылымдық қолдауға келген мономерлерді тубулина (тонированная көк) бірге көк-боялған ядро, суретте көрсетілген. Органеллы қолдау және ұйымдастырылған цитоскелет (бірінші кезекте МТ). Тіпті клеткалық мембраналар астында ұсталады ішкі парағы ” актин (боялған қызғылт сары) және spectrin микрофиламентов. Моторлы белоктар, миозин (бұл бойымен қозғалады актиновых микрофиламентов) және динеин және кинезин (олар қозғалады бойында тубулина микротрубочек) жүк тасымалдауға (везикул, органеллы) жіберілген сән. Клетка емес ретсіз жиынтығы молекулалардың және органелл. Өте қатты ұйымдастырылған оңтайлы химиялық өндіріс, пайдалану және тозу.

Жасушалар бар әр түрлі нысандары. Кейбір циркулирующие иммундық жасушалар тиіс проскочить арқылы жасушалары выстилают тамырларды мигрируют ошақтар инфекция. Сол процесс жүреді, ол кезде жасуша ісік метастазируют кетуі басқа сайттар ағзадағы. Үшін клетка тиіс түбегейлі өзгертуге фигураны жауабы бар, ол талап етеді диссоциации цитоскелета арналған полимерлер мономерлер қол жетімді кейінірек үшін repolymerization.

Клетка-ғажайып адамдар орын.

Лабораторияларда химия, біз, әдетте, жұмыс істейміз сұйылтылған ерітінділерде еріген заттың молекуласының осы ерітіндідегі қоспалар. Сіз, бәлкім, денесі тұрады 68% су, бірақ концентрациясы су, әрине, тәуелді жасушалық ортаның. Молекулалары еріген заттар, ақуыз және көмірсулар болып табылады тығыз оралған. Жасушалар, сондықтан адамдар бұл арасындағы кеңістік, ірі-ірі молекулалардың, ақуыз болып табылады аз мөлшері ақуыз. Зерттеулер көрсеткендей, тұрақтылық белок көбейеді мұндай жай-күйі, ол көмектеседі белок жиналған түрінде, туған мемлекет. Басқа салдары жоғары концентрациясы болып табылады, бұл ықпал ететін болады байлау немесе өзіндік агрегациясының молекулалардың, сондай-ақ, жеккөру, сол, олар тепе-теңдік тұрғысынан емес, пайда сұйылтылған ерітінділерде. Демек, зерттеу биомолекул ” сұйылтылған ерітінділерде зертханада мүмкін емес анықтау нақты күрделілігі өзара іс-қызметін бір молекулалары тірі ағзадағы. Жақында тергеушілер қосты бейтарап құрамында сахароза мен epichlorhydrine клеткалардыпробиркада”. Бұл бөлшектер индукцияланған ұйымдастыру внеклеточные молекулалар секретируемых жасушалар түзетін ұйымдасқан внеклеточную “матрица” бұл итермеледі ұйымдастыру микрофиламентов ішіндегі ұяшықты сондай-ақ оятатын өзгерістер белсенділігін жасуша.1  пробиркада” көрсеткіштеріне қарай-ферментті белсенділік түйінді ферментінің ” гликолизе едәуір ұлғаяды астында тар жерде.2 басқа нәтиже скученности мүмкін кеңістіктік және уақытша қауымдастығының негізгі ферменттер нақты метаболикалық жолдарының, облегчая диффузию субстраттар мен өнімдерін шегінде colocalized ферменттер.

Сурет: сол сияқты, толып цитоплазме е. coli – Ufrom McGuffee Ср, Elcock Эх (2010) Журналда plos Компьютерлік Биол 6(3): e1000694. қонақ doi:10.1371/журн.pcbi.1000694 (ашық көзі журналы)

Ішек Таяқшасы Переполненной Камерада

Компьютерлік модельдеу пайдаланылады 50 түрлі түрлерін неғұрлым обильны макромолекулы в цитоплазме е. coli және 1008 жекелеген молекулалардың. Көрсету цитоплазме моделін соңында модельдеу динамикасы. РНҚ гүлдің жасыл және сары. Бұл сурет дайындалды бастап ВМД

Компоненттері жасуша жағдайы фазалық ауысу түрінде құрылымын ішіндегі жасушалар.  

Недоумение сұрақ-құрылымын құрайды ішіндегі ұяшықтар. Бұл ғана емес қамтиды биогенез органелл, митохондрии, сондай-ақ ұсақ бөлшектер сияқты polysaacharide түйіршіктер, липидтік тамшылар, ақуыз/РНҚ бөлшектер (қоса алғанда рибосомы), сондай-ақ жұлын бірі жасушалық ядро. Ол қарапайым болуы мүмкін, бұл мәселені қарастыру үшін пайдалана отырып, екі мысалдың бірі липидтердің әлем, тамшы липидтердің мембраналық рафтов. Сіз өте жақсы таныс фазовыми өткелдері, болып жатқан оқиғалар кезінде щадящем ериді полярсыз сұйықтық су қосылады. Жеткілікті жоғары концентрациясы, ерігіштігі ” неполярных сұйық нұсқаулығында фаза көшу жүзеге асырылды, ол туралы куәландырады пайда болуы екі бөлек сұйық фазалардың. Сол процесс жүреді кезде төгіледі триглицеридтер ” липидном тамшылар байланысты белоктар байланысты олардың сыртқы жағына қарай. Басқа мысалы шегінде жүргізіледі клеткалық мембраналар кезде липидтер с қанық алкильными тізбектің дербес байланыстыруға мембраной холестерин (құрамында қатаң планарный айналма жүйесі) құрайды липидті сал ерекшеленеді басым орау ПӘК, қаттылығы мен қалыңдығын, басқа бөліктері мембраналар. Бұл липидті рафты жиі теру белоктар тартылған сигналдық процестер жасушалық мембранах. Бұл процесс фазалық бөліну, сондай-ақ деп аталады сұйықтық/сұйықтық қабаттасу қоспалар ретінде екі сұйықтық ретінде” заттар бөлек.

Көрсетіледі, бұл белоктар өзара әрекеттесетін, РНҚ тұрады кем әр түрлі болып табылады амин қышқылдары болуы тиіс икемді (“сұйық) құрылымдар мүмкіндік беретін олардың басым өзара іс-қимыл РНҚ құра отырып, ірі РНҚ-ақуыз бөлшектер (рибосомы және РНК басқа да технологиялық ғимараттарының) сән, имитирует сұйықтық/сұйықтық қабаттасу қоспалар. Бұл жай ғана өзара іс-қимыл көріністері әр түрлі межмолекулярных күштерінің сіз зерттедік неғұрлым ерте химия сыныптар.

Сіз үйрендік, липидтердің, белоктардың, нуклеин қышқылдары және көмірсулар құрылымында кіріспе биология және/немесе химия-сыныптар. Енді келесі орындаңыз сілтемелер апарады сіз ұяшықта Оқулық тараудан, олар туралы әңгімелейді өмір тарихы осы типті молекулалардың клеткадағы.

Веб-сайттардың тізімі және апплеттер арналған эукариотическая клетка құрылысы:

Сілтемелер:

1. Зейгер, Лое ФК, ба Р, Рагхунатх М, Ван Влит кДж (2012) Макромолекулярные Скученности жібереді Внеклеточного Матрикса ұйымдастыру және Мінез-Мезенхимальных Бағаналы Жасуша. Бір журналда plos 7(5): e37904. қонақ doi:10.1371/журн.нан ыстық тоқаш.0037904 .

2. Apratim Дхара, Антониос Samiotakisb, Саймон Ebbinghausa, Леа Nienhausa, Дирар Homouzb, Мартин Gruebelea, және Маргарет С. Cheungb. Құрылымы, функциялары, және, сложив phosphoglycerate киназы қатты возмущенного жоғары молекулалық скученности. Тез. докл. Үшін Электромеханикалық Акад. Ғылымдар. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1006760107

3. Энтони А. Хаймен және Кай Симонс. Басқа мұнай және Су–фазалық ауысу жасушаларында. Ғылым 337, 1047 (2012); ҚАД: 10.1126/ғылым.1223728

4. McGuffee Ср, Elcock ах (2010) Диффузия, Скученности және ақуыз, тұрақтылық, қарқынды молекулалық моделін Бактериялық Цитоплазма. Журналда plos Компьютерлік Биол 6(3): e1000694. қонақ doi:10.1371/журн.pcbi.1000694

Бұл бет жазылып, сақталады және Генри в. Якубовский, ғылым докторы, колледж Әулие Бенедикта / Сент-Джонс Университеті. Бұл материалдарды пайдалану үшін қол жетімді оқу мақсатында.

Жіберу түзетулер hjakubowski@csbsju.edu

Бұл материал негізделген, қолдаған Ұлттық ғылыми қорының Гранты аясында № 1043566.

Кез келген пікір, нәтижелері, қорытындылар ұсынымдар көрсетілген, бұл материалда, тиесілі, авторға(авторларға) міндетті түрде көрсетеді көзқарасын, Ұлттық ғылыми Қоры.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>