Tế bào - Đơn vị căn bản của sự sống Không bào tiêu hóa được tìm thấy trong các nhóm sinh vật đơn giản, ít tiến hóa – sinh vật nguyên sinh đơn bào và những sinh vật đa bào đơn giản như bọt biển. Ở những sinh vật này, tế bào thu nhận những mảnh thức ăn bởi sự thực bào, hình thành không bào tiêu hóa. Cùng với lysosome, không bào tiêu hóa đảm nhận chức năng tiêu hóa, và các phân tử nhỏ rời không bào và vào tế bào chất để được sử dụng hoặc cung cấp cho các bào quan khác. Không bào co bóp được tìm thấy trong các sinh vật đơn bào nước ngọt. Chức năng của chúng là đẩy lượng nước thừa đã vào tế bào do sự chênh lệch nồng độ muối giữa phần bên trong tế bào vào môi trường nước ngọt. Không bào co bóp trương lên khi nhận nước từ môi trường, sau đó co rút lại đột ngột, đẩy lượng nước ra khỏi tế bào qua những cấu trúc lộ đặc biệt. Bộ xương tế bào Ngoài các bào quan, trong nguyên sinh chất của tế bào eukaryote còn có các sợi dài, mảnh được gọi là bộ xương cùa tế bào. chúng có các vai trò khác nhau tế bào nhưng ít nhất là có 2 vai trò chính: Giữ hình dạng và có vait trò chống đỡ trong tế bào Đóng vai trò trong sự di chuyển của tế bào, đưa đến nhiều dãng di chuyển khác nhau của tế bào Một vài sợi có vai trò trợ giúp sự di chuyển của các thứ trong tế bào. Bộ xương tế tào có 3 thành phần chính trong bộ xương của tế bào : vi sợi (microfilaments), sợi trung gian (intermediate filaments) và vi ống (microtubules) Vi sợi: nâng đỡ và di chuyển Vi sợi có thể xuất hiện dưới dạng sợi đơn, bó hay thành một mạng lưới. Chúng có đường kính khoảng 7 nm và có chiều dải khác nhau. Được cấu tạo từ actin, đây là các protein có nhiều dạng khác nhau và có nhiều chức năng khác nhau trong nghành động vật. Trong vi sợi ( hay sợi actin), các phân tử actin có vị trí đầu và cuối rõ ràng, và các actin này xếp cuộn xoắn. Các vị trí đầu cuối này nhằm kết nối với các phân tử actin khác để tạo thành chiều dài và cấu trúc xoắn kép của vi sợi. Quá trình polymer hóa các actin nhằm tạo thành vi sợi có thể được đảo nghịch (hay monomer hóa) và các polymer này có thể được phân cắt tạo thành các đơn vị actin tự do. Vai trò của vi sợi: trong tế bào vi sợi cóhai chức năng chính như sau Giúp một phần hay toàn bộ tế bào di chuyển Ổn định hình dạng tế bào trong tế bào cơ, các sợi actin kết hợp với các protein khác như myosin và sự tương tác giữa 2 sợi này giúp cơ hoạt động. với những tế bào không phải là tế bào cơ thì sợi actin sẽ kết hợp với nhau tại các vị trí khác nhau nhằm thay đổi hình dạng của tế bào. Ví dụ như các vi sợi có trong sự di chuyển của tế bào chất được gọi là cytoplasmic streaming và tham gia trong một phần cảu quá trình phân chia tế bào. hơn thế nữa chúng còn tham gia vào quá trình di chuyển của một số tế bào tạo thành chân giả (pseudopodia). Vi sợi giúp gia tăng diện tích bề mặt ở tế bào ruột Trong một số loại tế bào thì vi sợi tạo thành một mạng lưới bên trong màng sinh chất. các protein actin sau đó sẽ kết nối với các vi ống để tạo thành cấu trúc vững chắc nhằm nâng đỡ tế bào.Ví dụ trong tế bào hấp thụ chất dinh dưỡng ở ruột, các vi sợi sẽ giúp gia tăng diện tích bề mặt của tế bào này nhằm gia tăng khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng. Sợi trung gian Sợi trung gian chỉ thấy trong các sinh vật đa bào. Trái với các thành phần khác của bộ xương của tế bào, có đến ít nhất 50 loại sợi trung gian khác nhau và thường đặc trưng với từng loại tế bào khác nhau. Chúng thường được chia thành 6 nhóm phân tử, dựa trên các trình tự acid amin, và tương đồng về cấu trúc, được cấu tạo bởi các protein dạng sợi thuộc nhóm kearin,các protein cấu tạo nên tóc và móng. Trong tế bào thì những protein dạng sợi này được tạo thành dạng dây thừng (ropelike) có đường kính khoảng 8 đến 12nm. sợi trung gian có 2 chức năng chính: Ổn định cấu trúc tế bào Giảm áp lực của tế bào. ở một số tế bào, sợi trung gian tỏa ra từ màng nhân và ổn định vị trí cuả nhân cũng như các bào quan khác. Vi ống: dài và rỗng Vi ống dài, rỗng và không có nhánh, đường kính khoảng 25 nm và có thể dài tới vài µm. trong tế bào vi ống có 2 chức năng chính: Tạo cấu trúc vững chắc cho bộ xương của tế bào Là khung chính cho các protein vận động có thể di chuyển trong tế bào. Vi ống được cấu tạo từ các phân tử protein tubulin. Các tubulin tồn tại ở dạng dimer được cấu tạo từ các monomer α và β tubulin. Mười ba dimer tubulin bao quanh khoang trung tâm của vi ống. Hai đầu cảu vi ống khác nhau: một đầu dương (+) và một đầu âm (-). Các dimer tubulin có thể được gắm thêm vào hay loại ra, thường là vào đầu +, làm cho vi ống dài ra hay ngắn lại. Điều này làm thay đổi nhanh chóng chiều dài của vi ống và làm cấu trúc của vi ống linh hoạt hơn. sự linh hoạt về cấu trúc cảu vi ống chúng ta có thể thấy trong các tế bào động vật, tại đây thì chúng có thể làm thay đổi hình dạng của tế bào. sự di chuyển cảu các protein vận động dọc theo vi ống Các vi ống thường được tỏa ra từ 1 vùng của tế bào, nơi này được gọi là trung tâm tổ chức vi ống. Quá trình polymer hóa các tubulin làm gai tăng tính chắc chắn của cấu trúc tế bào, và ngược lại trong sự depolymer hóa. Ở thực vật, vi ống kiểm soát sự sắp xếp của các sợi cellulose trong sự tạo thành vách tế bào. Các ảnh hiển vi điện tử cho thấy rằng các ci ống thường nằm sát bên trong màng sinh chất cuả tế bào nhằm tạo hoặc mở rộng vách tế bào. Các thí nghiệm khi làm thay đổi hướng của vi ống và kết quả là cũng làm thay vách tế bào và hình dạng của tế bào thực vật. Trong nhiều tế bào, vi ống còn đóng vai trò là trục bám cho các protein vận động sử dụng năng lượng để thay đổi hình dạng của chúng và di chuyển dọc theo trục của vi ống. Các protein vận động bám và di chuyễn dọc theo vi ống, mang theo các vật từ chổ này đến chổ khác trong tế bào. vi ống còn là thành phần cần thiết nhằm phân phối các NST đến các tế bào con trong quá trình phân chia tế bào. và chúng cũng liên quan mật thiết với các phần phụ cuả tế bào: lông và roi của tế bào, trong sự di chuyển của tế bào. Cấu trúc ngoại bào Mặc dù màng plasma có chức năng ngăn cách giữa môi trường bên trong và bên ngoài tế bào tuy nhiên có rất nhiều chất được sản xuất bên trong tế bào và được tế bào đưa ra bên ngoài màng plasma và chúng có vai trò cực kỳ quan trọng trong bảo vệ và liên kết các tế bào với nhau. Vì các chất này nằm ngoài màng plasma nên được gọi là các chất ngoại bào. Thành peptidoglycan của tế bào vi khuẩn, thành( vách) tế bào của các tế bào thực vật, cấu trúc ngoại bào của tế bào động vật là các chất ngoại vi và có chức năng tương tự như vậy. Tất cảc các chất trên đều được cấu thành từ một lượng lớn các sợi cao phân tử kết hợp lại trong môi trường dẻo bên ngoài tế bào. Thành tế bào thực vật chứa một lượng lớn cellulose Thành tế bào thực vật là một cấu trúc bán rắn nằm ngoài màng plasma( hình 4.25). Nó bao gồm các sợi cellulose đính vào các phân tử polysaccharide và protein. Thành tế bào có 3 vai trò chính trong thực vật -Có chức năng chống đỡ cho tế bào và hạn chế kích thước tế bào bằng chất có tính chất cứng. -Hoạt động như là hàng rào chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn và các vi sinh vật gây bệnh khác đặc biệt là trên thực vật -Góp phần vào việc định hình cho tế bào thực vật Vách tế bào thực vật Nhờ có màng dày mà tế bào thực vật có thể quan sát một cách rõ ràng từng tế bào tách bạch trên kính hiển vi quang học. Nhưng khi quan sát bằng kính hiển vi điện tử ta thấy thật sự các tế bào thực vật không tách biệt hoàn toàn. Nguyên sinh chất của các tế bào ở kề nhau được liên kết bởi một số lượng lớn các kênh plasma, gọi là cầu liên bào(plasmodesmata) chúng có diện tích khoảng 20 đến 40 nm và nối thẳng xuyên qua màng tế bào vào trong nguyên sinh chất. Cầu liên bào có thể cho nước, ion, các phân tử nhỏ, RNA và protein đi qua. Sự phức tạp này đảm bảo các tế bào thực vật có cùng nồng độ chất tan Tế bào động vật được bao bọc bởi khuôn gian bào (extracellular matrix) Tế bào của các động vật đa bào không có thành tế bào bán rắn như ở tế bào thực vật nhưng chúng lại được bảo vệ bởi khuôn gian bào. Các khuôn gian bào được cấu thành từ các sợi protein như collagen(protein nhiều nhất ở các loài động vật có vú) và glycoprotein (Hình 4.26). Những protein kể trên kết hợp với các chất khác để đảm nhiệm những nhiệm vụ khác nhau trên cơ thể, được sản xuất bởi tế bào nằm gần các khuôn gian bào. Cấu trúc ngoại bào ở tế bào động vật Khuôn gian bào có rất nhiều chức năng -Giữa các tế bào cố định trong các mô -Góp phần cấu thành các đặc tính của sụn, da và các mô khác. -Giúp lọc các chất đi qua các mô khác nhau -Đóng vai trò trong việc truyền tín hiệu hoá học từ tế bào này đến tế bào khác Trong cơ thể người, ở vài mô, như não, có rất ít khuôn gian bào trong khi sụn và xương lại có một lượng lớn. Tế bào xương dính vào các khuôn gian bào nhờ collagen và calcium phosphate. Các khuôn này làm cho xương cứng. Tế bào biểu mô, như các khoang rỗng trong tế bào, nằm kề nhau như là một cái tấm trải rộng để tạo thành khuôn gian bào. Một vài khuôn gian bào được tạo thành từ rất nhiều proteoglycan. Một phân tử proteoglycan chứa vài trăm liên kết polysaccharide liên kết với hàng trăm protein, tất cả đính vào một polysaccharide khổng lồ. Trọng lượng phân tử của proteoglycan này lên đến hàng trăm triệu Dal, các phân tử còn lớn hơn cả tế bào prokaryote về mặt chiếm diện tích. . Tế bào - Đơn vị căn bản của sự sống Không bào tiêu hóa được tìm thấy trong các nhóm sinh vật đơn giản, ít tiến hóa – sinh vật nguyên sinh đơn bào và những sinh vật đa bào đơn giản. các tế bào con trong quá trình phân chia tế bào. và chúng cũng liên quan mật thiết với các phần phụ cuả tế bào: lông và roi của tế bào, trong sự di chuyển của tế bào. Cấu trúc ngoại bào . plasma nên được gọi là các chất ngoại bào. Thành peptidoglycan của tế bào vi khuẩn, thành( vách) tế bào của các tế bào thực vật, cấu trúc ngoại bào của tế bào động vật là các chất ngoại vi và