A sejtalkotóktól a szövetig [biológia]

A sejtalkotóktól a szövetig

A sejt fogalma Az élõ szervezetek sejtbõl épülnek fel. Robert Brown - sejtmag. M. Schleiden, T. Schwann. A sejt az élõ szervezetek legkisebb alaki és mûködési egysége, melyen minden fõ életjelenség megfigyelhetõ. Pro-, eukarióta sejt. A sejtplazma és a biológiai membránok A sejtplazma három fázisú diszperz rendszer. Nagy mennyiségû víz, ebben ionok, kisebb szerves molekulák vannak. Fehérjék - enzimek, szerkezeti elemek. A sejtben egy idõben több ezer biokémiai folyamat is lejátszódhat, ezek egymástól való függetlenítésére alkalmasak a biológiai membránok, melyeknek alapja egy lipidmolekulákból álló kettõs réteg, leggyakrabban foszfatidok. Kettõs réteg: kifelé a poláris, hidrofil réteg, befelé a hidrofób. A kettõs rétegben a lipidmolekulák függõleges elmozdulása, a másik rétegbe való átkerülése igen ritkán fordul elõ, de oldalirányú mozgás lehetséges - rugalmas. A biológiai membránok felépítésében fehérjék is részt vesznek (specifikusak). A membránfehérjék harmadlagos szerkezetüknek megfelelõen helyezkednek el a kettõs lipidrétegben. Apoláros részük befele, poláros részük kifele áll. Perifériás, belesüppedõk, csatornafehérjék. A membrán külsõ felszínén szénhidrátláncok is találhatóak - a specifitás fokozására, elõsegíti a membrán felismerését. Minden sejtplazmát a külvilág felé 5-10 nm vastagságú biológiai membrán, a sejthártya határol. Félig áteresztõ. Néha ezt még poliszacharid sejtfal is borítja, ami áteresztõ. A plazmán belül található biológiai membrán az endoplazmatikus membránrendszer - szinte az egész plazmát behálózza, lapított zsákokhoz hasonló üregek rendszere, felületén riboszómákkal - fehérjék szintézise, belül tárolása, érlelése. Anyagforgalom a membránon keresztül Passzív transzport - ozmózis (vér 0,85%-os NaCl), víz, egyszerûbb szerves molekulák, kisebb rész. 1nm-nél kisebb anyagok Aktív transzport - hordozófehérjék kellenek, cukrok, ionok, aminosavak, nagyobb szerves molekulák. Szintén 1 nm-nél kisebb anyagok - C. Golgi 1 nm-nél nagyobb anyagok transzportja: a sejtbe bejutás az endocitózis, a kijutás az exocitózis. A színtest és a mitokondrium A színanyagok az eukarióta növényi sejtben membránok fehérjéihez kötõdnek - külön sejtszervecske: színtest. Méret változása (elõször lapos zsákszerû, majd oszlopos). A magasabb rendû növények színtestjeit a sejtplazmától a külsõ membrán választja el. A belsõ teret plazmaállomány tölti ki, ezt a belsõ membrán lemezei hálózzák be - gránum (oszlopszerû). A fény megkötése a gránumokban történik - belsejükben felhalmozódik a hidrogénatom - koncentrációkülönbség, melynek energiája ATP-szintézisre fordítódik (Mitchell-féle kemiozmótikus elmélet). A fotoszintézis további részei a színtestek plazmájában játszódnak le. Eukarióta sejtekben a mitokondriumok biztosítanak helyet a szénhidrátok lebontásához. Baktériumméretûek. Számuk sejtenként változó. A glikolízis a sejtplazmában, a citromsavciklus és a terminális oxidáció a mitokondriumban játszódik le. Külsõ-, belsõ membrán (nagy felület), plazmaállomány. A mitokondriumok a sejtek energiatermelõ központjai - a lebontási folyamatokból származó ATP 90%-a itt képzõdik. A sejtmag és a sejtosztódás Az eukarióta élõlények jellemzõ sejtalkotója a sejtmag. Alakja, száma változó. A sejtmagot a sejtmaghártya (kettõs, a külsõ közvetlen kapcsolatban áll az endop. mem.-nal) választja el a sejtplazmától. Pórusok 30-100 nm. A sejtmag belsejében jól elkülöníthetõ egységet képez a magvacska, ami rRNS-t és a hozzá kapcsolódó fehérjéket szintetizálja. A sejtmag belsejét jórészt a magplazma tölti ki, ami nukleinsavakat, fehérjék makromolekuláit és ezek építõegységeit, ionokat tartalmaz. Ebbõl a DNS-molekulának és a hozzájuk kapcsolódó fehérjéknek együttes állományát kromatinnak nevezzük. A kromatinállomány a sejt mûködésének egyes szakaszaiban jól elkülöníthetõ, tömör testekké, kromoszómává áll össze. Prokariótáknál nincs kromoszóma, mert a DNS-hez nem kapcsolódnak fehérjék. Az osztódó sejteknek azt a körfolyamatát, amely a sejtek DNS-szintézis elõtti állapotából kiindulva, a DNS szintézisén és a sejtosztódáson keresztül visszatér a kiindulási szakaszba, sejtciklusnak nevezzük. Ennek elsõ része egy nyugalmi szakasz - mRNS, enzimfehérjék szintézise. A második szakasz a DNS megkettõzõdése (hozzá tartozó fehérjék is keletkeznek), amely a sejtciklus idõtartamának közel felét veszi igénybe. Eztán újabb nyugalmi szakasz következik. Végül a sejtosztódás szakasza, amely 1-2 óra hosszúságú. Ennek során ketté válnak a kromoszómák, majd kettéosztódik a sejt, a keletkezett két utódsejt nyugalmi szakaszba kerül. Ha a sejtosztódás során olyan sejtek keletkeznek, amelyekben ua. a kromoszómák száma, mint a kiindulási sejtben volt, akkor mitózisról beszélünk. A mitózis a sejtciklus befejezõ szakasza. Kromatidapárok, befûzõdés, húzófonalak, két új sejt. A színtest és a mitokondrium is képes önálló osztódásra - van saját DNS-ük. A növényi szövetek A hasonló felépítésû és mûködésû sejtek összessége a szövet. A növények egész életük során növekednek - osztódószövet végig megtartja osztódó képességét. Hajtás, gyökér hosszirányú növekedését segítõk. A növények vastagodását a kambium idézi elõ. A hajtás szártagjainak megnyúlása, a köztes növekedés is osztódószövet mûködésének eredménye. A növények bõrszövete beborítja az egész hajtásos növényt. A hajtás bõrszövetének védõszerepét a sejtek szoros összekapcsolódása és a sejtek külsõ falára kiválasztott kutikula erõsíti. Növényi szõrök - párologtatáscsökkentõ. Árvácska papillái. Hosszabb fedõszõr a hideg ellen - kökörcsin, havasi gyopár. Csalánszõr. Repítõszõr - gyapot. A hajtás bõrszövetében gázcserenyílások találhatók. A gyökér bõrszövetén nincsenek gázcserenyílások, sem kutikula, de sejtjeinek nyúlványai, nagy száma megnöveli a vízfelvevõ felületet. Az anyagokat nagyobb távolságra a szállítószövetek szállítják. Két fõ alkotórész. Egyik a vizet és a benne oldott sókat szállító farész. Ez elhalt vízszállító sejtekbõl (hosszú orsó alakúak, végeik lukacsos harántfallal kapcsolódnak) és csövekbõl áll. Az evolúció során a harántfalak eltûnésével vízszállító csövek is kifejlõdtek. Mindkét típusra jellemzõ, hogy szilárdságukat elfásodott sejtfalvastagodások fokozzák, ezért nem nyomódnak össze. A szállítószövetek másik jellemzõ alkotója a háncsrész. Itt továbbítódnak a termelt szerves vegyületek. Fõ szállítóelemei a rostacsövek - több sejt egyesülésébõl keletkeznek, amelyek harántfalai lukacsos rostalemezek. Kísérõsejtek (élõk). Szállítónyalábok. A fa- és háncsrész között gyakran van kambium. A növényi test legnagyobb részét alapszövetek alkotják. A táplálékkészítõ alapszövetben sok a zöld színtest. Levelek belsejében. A raktározó alapszövet fénytõl elsõsorban elzárva (gyökér, gumó). Víztartó alapszövet - vizes nyálka, pld. kaktusznál. Levegõztetõ alapszövet - vízi növények. Kiválasztó alapszövet - hasznosíthatatlan anyagokat tartalmazza pld. gyantát. Szilárdító alapszövet - vastag sejtfal, többnyire elhalt sejtek, hosszú szilárdító rostokat alkotnak. Az állati szövetek Az állati szervezet elsõdleges védelmét a külvilágtól a hámszövetek látják el. Sejtjei szorosan egymás mellett állnak. Erek nincsenek a hámban. A szomszédos sejtek több ponton is összeérnek, ahol általában keskeny fehérjecsatornák kötik össze õket - a hám egy összefüggõ, élõ szövetrendszer. A fedõhámok közül a legegyszerûbbek az egyrétegû hámszövetek (lap, köb, henger). Mikrobolyhok a sejtplazma kitüremkedései - felületnövelés. Csillók: pld. légcsõben. A többrétegû hám sejtjei változatos alakúak, a felsõ réteg könnyen elszarusodik - ellenálló pld. az emlõsök bõre. A mirigyhámok váladéktermelésre kifejlõdött szövetek. Végkamra és kivezetõ csõ. A termelt váladékot a test külsõ vagy belsõ felületére ürítik. Pld verejtékezés. A belsõ elválasztásúak váladékaikat közvetlenül a testfolyadékba juttatják, pld. a hormonok a vérbe. Az állati test különbözõ szerveinek összekötésében, a váz kialakításában a kötõ- és támasztószövetek vesznek részt. A sejtek egymástól távol vannak, fontos a sejtközötti állomány. A rostos kötõszövet sejtjei között lazább vagy tömöttebb szerkezetû hálózatot képeznek a kötõszöveti rostok. A sejtek és a rostok közötti részt szövetnedv tölti ki. A lazarostos kötõszövet szinte minden szerv felépítésében részt vesz, hézagokat tölt ki, vékony hártyákat, válaszfalakt alkot. A tömöttrostos kötõszövet rostjai szorosan egymás mellett helyezkednek el, rendkívül szívós szövetet alkotva pld. inak. A zsírszövetben a szövet fõ tömegét a nagy kerek zsírsejtek adják, amelyekben a plazma és a mag kis térbe szorul, a zsír kitölti majdnem az egész sejtet. Táplálékraktározás, hõvédelem. A vér is kötõszövet - nagy mennyiségû sejtközötti állománya folyékony. A támasztószövetek felépítése a kötõszövetekéhez hasonló, de szilárdak, ugyanakkor rugalmasak. Egyik alapvetõ típusa a porcszövet, melyben a sejtek egyesével vagy kisebb csoportokban helyezkednek el a rugalmasan szilárd sejtközötti állományban. A csontszövet szerves (csontsejtek, rostok) és szervetlen részekbõl áll. A csontsejtek hosszú nyúlványokkal rendelkeznek - sejthálózat. Csatornák, bennük vérerek. Az állati test mozgatásában alapvetõ szerepük van az izomszöveteknek. Rövid idõ alatt nagymértékû összehúzódásra képesek - hosszanti irányban ható. Az izomszövet izomsejtekbõl áll, amelyek sejtplazmájában összhúzékony egységek, az izomfonalak (aktin, miozin fehérjék) találhatók. Tartósabb, de kisebb erõkifejtésre alkalmas a simaizomszövet. Hosszú, orsó alakú sejtjei egy magot tartalmaznak. Az izomfonalak sûrûn helyezkednek el a sejtplazmában, a sejt hosszanti tengelyével párhuzamosan. A sejteket lazarostos kötõszövet köti össze szövetté. Gerincesek számos belsõ szervében (bélcsatorna), gerinctelen állatokban A harántcsíkolt izomszövet hosszú, többmagvú sejtjeit izomrostoknak nevezzük. Egy izomrostban több ezer izomfonal fut egymással párhuzamosan. A rostokat vékony kötõszöveti hártya fogja egybe. Gyors és nagy erõkifejtésre alkalmasak, de fáradékonyak. Vázizmok. A szívizomszövet is izomrostokból épül fel, de hosszantartó nagy erõkifejtésre képes, nem fárad el. Rostjai elágazóak. Ez is harántcsíkolt.