Đang tải... (xem toàn văn)
SINH HỌC SINH HỌC PHÂN TỬ GIÁO TRÌNHGIAOSANS TAILIEU HÀ NỘI BÁCH KHOA SINH VIÊN BÀI GIẢNG bachskhoahanoiiii20000001002021020423857jfjdhffjnejnfvjdsnv udishfuisdhfuihdfuej ruentrguhfduibnfdogijaeriojng
Chương 1: Cấu trúc tế bào 1.1 Khái quát chung 1.1.1 Học thuyết tế bào - Tế bào đơn vị sống - Mọi thể sống cấu tạo từ nhiều tế bào - Tế bào sinh từ phân chia tế bào trước 1.1.2 So sánh tế bào nhân sơ với tế bào nhân thực Nhân sơ (prokaryote) Nhân thực (eukaryote) - Có màng tế bào, màng bào tương chứa quan tế bào thành phần chất khác tế bào - Chứa nhiễm sắc thể, ribosome -DNA tập trung vùng không - DNA nằm nhân tế bào có màng bao bọc Nhân cấu trúc màng kép ngăn cách DNA với bào tương - Không có bào quan có màng - Có bào quan có màng - Có thành tế bào - Thành xuất số giới định - Kích thước nhỏ (0,1-5 - Kích thước lớn (10-100 micromet) micormet) 1.1.3 Phân loại - Nhân sơ (prokaryote): Siêu giới vi khuẩn (bacteria), cổ khuẩn (Archaea) - Nhân thực (eukaryote): Động vật nguyên sinh, nấm, thực vật, động vật 1.1.4 Kích thước tế bào - Tế bào có kích thước nhỏ +) Tỉ lệ S/V: Tế bào nhỏ tỉ lệ lớn => khả trao đổi chất lượng với môi trường hiệu +) Tế bào to khoảng cách để bào quàn chất tế bào phải di chuyển lớn => tốc độ trao đổi chất phản ứng hóa học bị chậm +) Tuy nhiên số tế bào phát triển to nhằm tránh bị tế bào khác ăn thịt 1.2 Cấu trúc tế bào nhân thực 1.2.1 Nhân tế bào A Cấu trúc * Tổng quan - Nhân tế bào thường định vị trung tâm tế bào Các tế bào biệt hóa nhân phân bố vị trí khác - Gồm thành phần chính: Màng nhân, nhân con, chất nhiễm sắc, dịch nhân * Màng nhân - Lớp màng bao bọc nhân tế bào, phân biệt nhân với tế bào chất Gồm lớp kép với màng màng với khoảng không hai màng - Màng nhân liên kết với ER khe bể chứa hình thành hệ thống khe thơng với - Lỗ màng nhân: + Phân bố đồng bề mặt màng nhân + Một số lỗ nối thông nhân với tế bào chất, số lỗ có khả điều chỉnh kích thước cho chất vào nhân Lỗ màng nhân cịn có chức cố định hình dạng nhân tế bào - Mặt phía màng nhân đc lót lót màng nhân (hệ thống lamina) đc cấu tạo từ vi sợi trung gian đan chéo vào Tấm có vai trị học giữ cho màng nhân ổn định đồng thời nơi gắn chất NS kì TG - Chức năng: + Phân lập cách ly NST khỏi TBC, tạo cho TB có nhân thực Giúp bảo vệ VCDT Ở thời kì phân bào màng nhân tiêu biến tạo đk cho NST di chuyển cực TB + Giúp TĐC nhân vs TBC Sự vận chuyển chất thơng qua chế hoạt tải qua màng lipoprotein thông qua hệ thống lỗ màng nhân + Màng nhân tham gia vào chức chuyên chở TH chất: mặt ngồi màng ngồi nhân có đính nhiều ribosome, màng nhân tham gia tích cực vào việc TH pro *Nhân - Trong nhân có hay vài thể hình cầu bắt màu đậm so vs phần cịn lại chất NS, hạch nhân (nhân con) - Nhân cấu tạo từ sợi nhiễm sắc hạt ribonucleo - Chức năng: + Tổng hợp rRNA đóng gói ribsome + Điều chỉnh vận chuyển mRNA tế bào chất B Chức năng: - Mang thông tin DT, trung tâm điều khiển xử lí HĐ TB - Nhân nơi chứa NST, tổ chức chứa ADN, VCDT toàn thể - Trong nhân diễn qt nhân đôi ADN 1.2.2 Ribosome - Phức hệ cấu tạo từ RNA protein, thực trình tổng hợp protein Cấu tạo gồm tiểu phần lớn nhỏ có khả phân tách liên kết lại - Ribosome tự nằm lơ lửng tế bào chất Ribosome liên kết gắn với phía ngồi lưới nội chất màng nhân Chúng có cấu trúc giống thay vai trị cho - Ribosome liên kết tạo protein để xen vào màng, để bao gói bào quan để tiết khỏi tế bào - Nguồn gốc ribosome tiền ribosome tổng hợp nhân tế bào 1.2.3 Mạng lưới nội chất (ER) A Cấu trúc - Mạng lưới nội chất mạng lưới kênh, màng, chiếm nửa tổng số màng nh loại tế bào, nâng đỡ khung xương tế bào - Chúng gồm mạng lưới ống có màng bao bọc túi gọi túi chứa dịch Mạng lưới đc giới hạn màng lipopro - Màng ER phân tách khoang bên ER, đc gọi xoang ER hay xoang chứa dịch vs bào tương - Các ống dẫn, nhánh rẽ túi ER nối thông vs thân mạng lưới nối kết trực tiếp vs lớp màng nhân TB => khoảng không gian màng màng nhân tiếp nối với xoang ER - ER gồm vùng: + ER trơn: Mặt ngồi ko có ribosome, bao gồm hệ thống ống chia nhánh với nhiều kích thc khác + ER hạt: gồm túi dẹp xếp // thành nhóm, thơng vs nhau; có ribosome đính vào màng mặt ngồi B Chức - Giao thơng nội bào: vận chuyển chất từ mơi trường ngồi vào tế bào chất Hoặc tập trung chất khác từ tế bào chất từ bào quan vào xoang túi bể chứa vận chuyển đến phần khác TB thải - Tổng hợp chất: + ER trơn: (+) Tổng hợp lipid (+) Tổng hợp phân giải glycogen (+) Khử độc tế bào (+) Dự trữ Ca2+ + ER hạt: (+) Tổng hợp protein tiết (+) Sản xuất màng cho tế bào 1.2.4 Bộ máy golgi A Cấu trúc - Cấu tạo từ chồng túi dẹt, hay túi chứa dịch (cisternae) không giống túi chứa dịch ER, khơng liên kết với mặt vật lý Hình thù đa dạng tùy loại tế bào - Gồm mặt: +) Mặt CIS: Mặt nhập, dày hơn, nhận túi tải tự ER chuyển đến cách kết dính +) Mặt TRANS: Mặt xuất, mỏng hơn, sinh túi vận chuyển protein hồn thiện đến vị trí khác tế bào chuyển ngồi - Có nguồn gốc từ ER trơn B Chức - Hoàn thiện protein tiết, tập trung đóng gói lại +) Túi tải từ ER kết hợp lại để tạo túi chứa dịch golgi dạng mặt nhập (CIS) +) Các protein túi tải di chuyển xuyên qua phức hệ golgi từ mặt cis -> trans Tại túi dịch protein qua có enzyme thích hợp sửa đổi hồn thiện chúng +) Gắn thêm phân tử tín hiệu để đến mặt trans hình thành túi tiết biết sản phẩm protein đến đâu - Tiết số loại sản phâm cho tế bào glycoprotein, polysaccharide tham gia cấu tạo thành tế bào ( thực vật ) 1.2.5 Lysosome A Cấu trúc - Lysosome túi chứa enzyme thủy phân có màng bao - Enzyme bao gồm: Lipase, carbonhydrase, protease, nuclease Những enzyme ER tạo ra, golgi xử lý trực tiếp - Màng đơn có nhiều hệ thống bơm proton để trì pH thấp bên lysosome ( pH thấp enzyme lysosome hoạt động) - Phía màng có cấu trúc không gian ba chiều ngăn cho enzyme tự phá hủy lysosome B Chức - Tiêu hóa đại phân tử - Sự thực bào: Phân giải thành phần hữu (chất hữu cơ, vi khuẩn, …) mà tế bào ăn - Tự thực bào: Lysosome kết hợp phá hủy bào quan bị tổn thương 1.2.6 Khơng bào - Là túi có màng bao bọc, có chức khác loại tế bào khác - Khơng bào thức ăn hình thành thực bào - Khơng bào co bóp protist nước bơm nước thừa khỏi tế bào - Không bào trung tâm thực vật: +) Kết hợp từ không bào nhỏ ( nguồn gốc tự golgi), có tính chọn lọc với chất tan dịch khơng bào khác với dịch bào tương +) Chứa chất dự trữ, protein không bào hạt +) Chứa số sản phẩm phụ trình trao đổi chất, số chất độc với côn trùng động vật ăn cỏ, số chất tiết +) Đóng vai trị phát triển tế bào thực vật nhờ việc hấp thụ nước làm tế bào to 1.2.7 Ty thể A Cấu trúc - Quan sát thấy tế bào nhân thực gồm thực vật, động vật, nấm hầu hết protist - Ti thể thg có dạng hạt dạng sợi chúng dễ biến đổi bởi: áp suất thẩm thấu, độ pH, tình trạng sinh lí bệnh lí tế bào - Được bao bọc lớp màng, màng lớp kép phospholipid gồm protein riêng biệt + Lớp màng nhẵn, chứa nhiều protein kênh/mang để vận chuyển chất + Lớp màng lồi lõm hướng vào phía trong, hình thành nếp gấp gọi mào (cristae) - Các lớp màng chia ty thể thành hai khoang + Khoang khoảng gian màng lớp màng ty thể, có nồng độ H + cao chứa nhiều protein tham gia vào trình chết theo chu trình + Khoang bao bọc màng trong, chứa chất ty thể ( gồm nhiều enzyme ty thể, DNA ty thể ribosome) - Ty thể tổng hợp số protein riêng có DNA ribosome riêng, nhiên phần lớn protein nhập từ bào tương nhân tổng hợp - Ty thể tự nhân đơi phân chia mà khơng theo kiểm soát tế bào B Chức - Tham gia vào q trình hơ hấp tế bào Các enzyme chất ty thể ( matrix) tham gia vào chu trình acid citric chiết rút lượng từ phân tử chất béo đường phức hệ chuyển electron màng tạo ATP cung cấp cho tế bào - Màng gấp nếp nhằm tăng diện tích bề mặt => tăng hiệu hơ hấp - Tham gia vào trình trao đổi chất, tham gia điều hòa nồng độ Ca máu - Giải phóng tác nhân tham gia vào q trình chết theo chương trình 1.2.8 Lục lạp A Cấu trúc - Lục lạp thuộc họ bào quan gọi lạp thể ( lục lạp, bột lạp, sắc lạp) - Gồm lớp màng kép phospholipid ty thể, ngồi cịn có màng thylakoid Lục lạp gồm khoang khoảng gian màng, chất xoang thylakoid ( tảo cịn có khoang) - Lục lạp chứa sắc tố chlorophyll, tác nhân quan trọng q trình quang hợp - Kích thước từ 2-5 micromet, hình giống thấu kính, quan sát quan có màu xanh tảo - Bên có hệ thống màng bao dạng túi dẹt, liên kết phần với gọi thylakoid Các thylakoid xếp chồng lên nhau, tạo thành chồng gọi grannum - Chất lỏng bên thylakoid chất ( stromma) chứa DNA, enzyme ribosome riêng lục lạp - Sinh trưởng, hoạt động linh hoạt, tự phân chia mà khơng bị tế bào kiểm sốt, di chuyển dọc theo khung xương tế bào B Chức - Là bào quan quan trọng trình quang hợp 1.2.9 Perosisome - Khoang trao đổi chất chuyên hóa bao bọc màng đơn - Chứa enzyme truyền hydro từ chất khác đến oxy tạo hydro peroxide sản phẩm phụ có nhiều chức khác +) Phá hủy acid béo thành phân tủ nhỏ chuyển đến ty thể +) Khử chất độc alcohol chất khác cách chuyển hydro từ chúng tới oxy +) Tham gia vào phản ứng hô hấp sáng thực vật C3 - Chứa enzyme chuyển hóa hydro peroxide thành nước Các enzyme lập khỏi thành phần khác tế bào để tránh gây tổn thương - Glyoxome loại peroxixome chuyên hóa mơ dự trữ chất béo hạt, chứa enzyme chuyển hóa chất béo thành đường để non sử dụng trình chúng lớn lên 1.2.10 Bộ khung tế bào A Khái quát chung B Vi ống *) Cấu trúc - Tồn tất tế bào nhân thực - Ống rỗng, đường kính 25 nm, chiều dài từ 200nm-25 micromet - Là polymer với tiểu đơn vị cấu tạo tubulin Hai đầu vi ống không giống với đầu (+) có khả giải phóng tích lũy tubulin nhanh nhiều hoạt động tế bào so với đầu lại (-) *) Chức - Nâng đỡ định dạng tế bào - Đường để bào quan dịch chuyển *) Trung thể đơi trung tử - Có hầu hết tế bào động vật, không xuất tế bào thực vật - Nằm gần nhân, nơi khởi đầu vi ống - Bên trung thể có đơi trung tử, trung tử có đường kính khoảng 250 nm, cấu tạo từ với vi ống ( tổng 27 vi ống ) Hai trung tử nằm vng góc với *) Lơng roi - Lơng roi có chung đặc điểm cấu trúc: Gồm lõi vi ống bao phần nhô màng tế bào +) Kiểu 9+2: Có tất roi lông vận động, cặp vi ống xếp thành vòng, vi ống đơn trung tâm +) Kiểu 9+0: Ở lơng sơ cấp, khơng có vi ống trung tâm +) Thể gốc: Cấu trúc giống trung tử, tập hợp vi ống lông roi tế bào - Protein dynein: +) Chịu trách nhiệm cho vận động lông roi theo vhees movement: Một chân tiếp xúc chân nhả tái tiếp xúc theo bước dọc vi ống +) Giúp định vị đôi vi ống => đôi vi ống trượt nhanh C Vi sợi - Sợi hình que, rắn chắc, đường kính khoảng nm Có mặt tế bào nhân thực Thành phần sợi actin - Gồm sợi actin xoắn lấy nhau, liên kết với protein tạo thành cấu trúc mạng lưới - Chức chính: Chịu lực căng/kéo cho tế bào - Tham gia vào hoạt động co cơ: Xếp dọc theo tế bào cơ, đan xen với protein myosin ( myosin hoạt động giống dynein) D Sợi trung gian - Đường kính khoảng 8-12 nm ( nằm vi ống vi sợi) - Thành phần đa dạng khung tế bào cấu tạo từ họ protein - Vai trò chịu lực căng tế bào, trì hình dạng tế bào cố định bào quan 1.2.11 Các cấu trúc bên màng sinh chất A Thành tế bào: 1.Tế bào thực vật: Không giống tế bào động vật, tế bào thực vật có lớp thành bao ngồi màng sinh chất a.Cấu tạo: + Các sợi nhỏ cấu tạo từ cellulose tổng hợp nhờ enzyme cellulose synthase đc tiết khoảng ko ngoại bào, nơi chúng gắn vào chất gồm loại polysaccharide protein khác Khoảng 80 phân tử cellulose liên kết tạo nên vi sợi + Các TB TV non tiết lớp thành tương đối mỏng linh động tạo điều kiện cho TB sinh trưởng dễ dàng gọi thành tế bào sơ cấp Ở tế bào sinh trưởng mạnh sợi cellulose định vị vng góc ớis hướng mở rộng tế bào ảnh hg tới kiểu sinh trưởng + Cầu SC (plasmodesmata): Là kênh xuyên qua thành cellulose tế bào thực vật liền kề, cho phép chất ( kể phân tử cỡ lớn) qua tế bào b.Chức năng: - Vai trò học: + Bảo vệ lớp MSC bên khỏi tác động học, quy định hình dạng, kích thc TB Nhờ có thành, TB mô sinh trưởng giới hạn định + Tạo sức trương cho TB TV thực chức sinh lý khác nhau, tránh bị vỡ tế bào - Vai trò tham gia HĐ sống: + Ngăn cản lấy vào lượng nước dư thừa + Ngăn cản xâm nhập loại virus, vi khuẩn +Tham gia biệt hoá tế bào Tế bào nấm: - Cấu tạo: + Đa số tế bào nấm có thành chất chitin giống chất chitin côn trùng số loài động vật chân khớp + Chitin chất polysaccharide vững mềm dẻo chứa Nitơ - Chức năng: Bao bọc, bảo vệ TB, định dạng TB nấm B Chất ngoại bào: - Cấu tạo: Thành phần ECM glycopro tế bào tiết Thành phần phân tử cấu trúc ECM thay đổi từ loại tế bào sang loại tế bào khác thường có loại glycoprotein khác : + Collagen: Loại glycopro có nhiều ECM, làm cho chất có tính bền vững dẻo dai + Proteoglycan: Các sợi collagen gắn vào mạng lưới đc cấu tạo từ proteoglycan liên kết vs + Fibronectin: Fibronectin protein ECM khác gắn vs protein thụ thể màng tế bào có tên integrin - Chức năng: + Liên kết tế bào cạnh tạo nên mô định + ECM mơ riêng biệt điều hịa tập tính tất tế bào mơ + Bơi trơn tế bào, giúp lọc chất qua mô khác - Các mối nối TB ĐV: + Các TB ĐV có loại mối nối TB: mối nối kín, thể nối (desmosome) mối nối hở (mối nối thông tin) (giống cầu SC TB TV) Cả loại mối nối đb phổ biến biểu mô lót mặt mặt ngồi thể: + Ở mối nối kín, màng tế bào bị nén khít gắn kết nhờ protein đặc hiệu tạo thành đường bịt kín liên tục quanh TB Các mối nối kín ngăn cản rị rỉ dịch ngoại bào qua lớp tế bào biểu mô + Các thể nối có chức đinh tán, xiết tế bào thành Các sợi TG đc cấu tạo từ pro keratin neo thể nối vào tế bào chất + Các mối nối hở (mối nối thông tin) tạo kênh tế bào chất từ tế bào đến tế bào liền kề Các mối nối hở đc cấu tạo từ protein màng, bao lấy lỗ qua chất qua Chương 2: Màng tế bào 2.1 Cấu trúc màng tế bào 2.1.1 Khái quát chung - Lớp kép phospholipid với nhiều protein gắn vào xen - Đuôi kị nước phospholipid hướng vào nhờ tương tác kị nước, đầu ưa nước hướng bên - Protein gắn với vùng ưa nước xuyên màng Phần protein nằm màng chứa amino acid kị nước cịn phần hướng ngồi ưa nước - Các chuỗi carbonhydrat gắn với phần ưa nước proein phospholipid 2.1.2 Các tính chất màng *) Tính khảm - Màng lớp kép lỏng phospholipid kéo dài - Protein nằm phân tán xen kẽ vào lớp màng phospholipid này, tạo thành cấu trúc khảm *) Tính lỏng - Màng khơng phải phiến ổn định - Hầu hết phân tử lipid protein di chuyển theo chiều mặt phẳng màng Các phân tử lipid di chuyển ngang nhanh lình động - Các phân tử lipid có khả dịch chuyển hai lớp, thường khó khăn so với di chuyển theo chiều mặt phẳng màng - Một số protein di chuyển lên xuống qua màng, tức chuyển động lớp phospholipid Một số chsi chuyển từ màng sang màng khác 2.1.2 Protein màng chức - Mỗi loại tế bào có thành phẩn protein màng khác Các protein màng đa dạng số lượng chức - Dựa vào vị trí liên kết, chia protein màng thành ba loại + Protein xuyên màng: Có phần kị nước nằm xen lớp phospholipid phần ưa nước hướng ngồi mơi trường hay hướng vào tế bào chất + Protein bám màng: Bám vào lớp màng phospholipid liên kết electron yếu + Protein neo màng: Hình thành liên kết với đuôi acid béo thành phần glycoprotein màng - chức protein xuyên màng + Vận chuyển chất từ bên ngồi mơi trường vào tế bào từ tế bào ngồi mơi trường + Hoạt tính enzyme + Truyền tín hiệu (protein thụ thể) + Nhận biết tế bào (glycoprotein) + Mối nối tế bào + Gắn kết với khung tế bào chất ngoại bào