Tế bào

8/30/2012 NỘI DUNG TẾ BÀO HỌC THUYẾT TẾ BÀO THÀNH PHẦN HĨA HỌC CỦA TẾ BÀO TẾ BÀO NHÂN SƠ (PROKARYOTE) TẾ BÀO NHÂN CHUẨN (EUKARYOTE) HỌC THUYẾT TẾ BÀO 8/30/2012 Gồm thành phần Các ngun tố hóa học THÀNH PHẦN HĨA HỌC CỦA TẾ BÀO Nước Các chất vơ Muối khống Các chất khí Các chất hữu Protein Glucid Lipid Acid nucleic 8/30/2012 Tỉ lệ % ngun tố TB Các ngun tố hóa học Thành phần % NGUN TỐ CHIẾM TỈ LỆ 99% KHỐI LƯỢNG Trong tự nhiên có 92 ngun tố hố học, có 25 ngun tố (O, C, H, N, Ca, P, K, S, Cl, Na, Mg, Fe…) cấu thành nên hợp chất thể sống -> cấp độ ngun tử, giới vơ giới hữu thống 70 65 60 50 40 30 18 20 10 10 Nito Canxi Phospho Oxy Các ngun tố lại chiếm 1% Ngun tố K S Cl Na Mg Fe Cu Mn Zn I • Tỉ lệ % 0.35 0.25 0.16 0.15 0.05 0.004 Vết Vết Vết Vết Car bon Hydr o Phân loại Các ngun tố đa lượng (>0,01%): C, H, O, N, P, K, S, Ca, Na -> xây dựng nên cấu trúc tế bào (Gluxit, lipid, protein, axit nucleic) Tỉ lệ % 0.4 0.3 0.2 0.1 K S Cl Na Mg Fe Cu Mn Zn Iot Các ngun tố vi lượng ( thành phần cấu trúc enzyme, vitamin, Vai trß cđa mét sè nguyªn tè quan trọng - Oxygen (O): tham gia vµo qu¸ tr×nh h« hÊp, cã nưíc vµ hÇu hÕt c¸c chÊt h÷u c¬ - Cac bon (C): t¹o khung chÊt h÷u c¬ - Hydro (H): thµnh phÇn nưíc vµ cã hÇu hÕt c¸c chÊt h÷u c¬ - Nit¬ (N): thµnh phÇn cđa Protein, A Nucleic - Canxi (Ca): thµnh phÇn cđa x¬ng, r¨ng, vai trß quan träng co c¬, dÉn trun xung ®éng thÇn kinh vµ ®«ng m¸u - Kali (K): quan träng cho dÉn trun xung ®éng thÇn kinh vµ co c¬ - Natri (Na): ion chđ u dÞch m«, c©n b»ng dÞch chÊt , dÉn trun xung ®éng thÇn kinh - Clo (Cl): cÇn b»ng néi dÞch - S¾t (Fe): thµnh phÇn cđa hemoglobin vµ sè enzym - Ièt (I): thµnh phÇn cđa hormon tut gi¸p tr¹ng 8/30/2012 Nước vai trò nước tế bào Nước chiếm khoảng 70 - 80% khối lượng tươi tế bào, tồn hai dạng (dạng tự khoảng 95%, dạng liên kết khoảng 5%) Tỷ lệ nước thay đổi tuỳ lồi & tuỳ tuổi sinh lý đối tượng Ví dụ: + Ở nấm: chiếm khoảng 83% TLTB + Ở mía, cà chua, : khoảng 98% TLTB + Ở người trưởng thành: khoảng 70 - 75% + Ở người giai đoạn phơi thai: chiếm 90 95% + Ở người già: chiếm 55 - 60% Trong thể phận khác tỷ lệ nước khác + Trong chất xám não: nước chiếm 85% + Trong xương: nước chiếm 20% Vai trò nước tế bào Nước có vai trò vơ quan trọng hoạt động sống tế bào Nếu thiếu nước xảy tượng khơ sinh lý rối loạn trao đổi chất, thiếu nước kéo dài làm chết tế bào Muối khống - Mi v« c¬ (mi kho¸ng): NaCL, KCL, CaCL2 + Đãng vai trß quan träng trao ®ỉi chÊt cđa tÕ bµo vµ c¬ thĨ + Tham gia t¹o thµnh phÇn quan träng cđa tÕ bµo, x¸c ®Þnh pH cđa tÕ bµo, c©n b»ng AxÝt vµ baz¬ (H+ + HCO3- → H2CO3; NH4+ + OH- → NH4OH) + Tham gia vµo qu¸ tr×nh tr× vµ ®iỊu hoµ ¸p st thÈm thÊu + Khi hµm lỵng Ca++ m¸u gi¶m sÏ g©y co giËt • _Nước chiếm tỉ lệ lớn tế bào, tồn dạng : tự liên kết Vì vậy, nước vừa thành phần cấu tạo vừa dung mơi hòa tan nhiều chất cần thiết, mơi trường cho phản ứng sinh hóa • _Nước giúp tế bào tiến hành chuyển hóa vật chất để trì sống, trao đổi nhiệt độ, cân ổn định nhiệt độ (VD: nước, đổ mồ hơi) • _Tạo sức căng bề mặt, ổn định cấu trúc tế bào • Vì nước có vai trò quan trọng nên nhu cầu nước tế bào sinh vật nhìn chung tương đối cao (Trung bình người cần lít/ngày) Các chất khí: Dịch thể chứa khí hòa tan: * Khí C02 có khơng khí (0,03%) Trong thể sinh vật chứa nhiều phản ứng oxy hóa chất hữu • Khí 02 có nhiều khơng khí (>20%) nên hòa tan nhiều TB, tham gia vào phản ứng oxy hóa tạo lượng cần thiết cho hoạt động SV * Khí nitơ có nhiều khơng khí khí trơ Chỉ có số SV có khả sử dụng (VSV cố định đạm), đa số sử dụng dạng hợp chất 8/30/2012 Protein Là hợp chất hữu đặc biệt quan trọng với sống Chiếm > 50% khối lượng khơ TB Cơ thể người có hàng chục nghìn loại protein Được cấu tạo từ đơn phân acid amin Ngày người ta phát 20 loại aa thường găp thể SV Ngồi có số loại axit amin gặp Trong phân tử Protein, aa liên kết với liên kết Peptit (-CO-NH-), cách nối nhóm cacboxyl axit amin với nhóm amin axit amin khác, sau phân tử nước Số lượng loại Protein thể SV lớn, mang tính chất đặc trưng khác SV khác (số lượng, thành phần, trình tự xếp aa) Cấu trúc Protein: Cấu trúc bậc 1: đặc trưng thành phần trật tự xếp aa chuỗi polypeptit (insulin tuyến tụy) Cấu trúc bậc 2: đặc trưng liên kết hydro, tạo nên dạng xoắn duỗi chuỗi polypeptit (Keratin có tơ lụa, mạng nhện, móng chân tay…) Cấu trúc bậc 3: đặc trưng hàng loạt liên kết yếu liên kết disunfit (-S-S-) tạo CT khơng gian đặc thù cho loại protein (Enzyme Tripsin tuyến tụy, số kháng thể…) Cấu trúc bậc 4: Có phân tử protein có từ chuỗi polypeptit trở lên Các chuỗi polypeptit gắn với chủ yếu liên kết yếu LK hydro, LK ion, LK kị nước -> dễ bị phân ly chuỗi polypeptit riêng biệt (phân tử hemoglobine có 600axit amin) Chức Protein: Là thành phần cấu trúc có loại tế bào Là thành phần tất enzyme, xúc tác cho phản ứng sinh hố diễn thể Tham gia vào chế vận chuyển chất qua màng tế bào với tư cách chất tải đặc hiệu Tham gia vào chế đáp ứng miễn dịch để bảo vệ thể khỏi bệnh nhiễm khuẩn với tư cách kháng thể Tham gia vào q trình điều hòa nhiều hoạt động trao đổi chất dạng hoormon Trong trường hợp cần thiết protein tham gia vào chức giải phóng lượng cho thể (5,6kcal/g) Nhu cầu Protein tiêu chuẩn quan trọng dinh dưỡng tế bào Riêng thể người nhu cầu Protein trung bình ngày đêm 120 gam Cùng với xương tham gia vào chức vận động 8/30/2012 Glucid : (CH2O)n Cấu tạo từ đơn phân monosaccarit (đường đơn) như: glucose, fructose, ribose Cấu trúc tính chất Đường đơi Đường đa Cấu -Có từ – trúc Cacbon -Dạng mạch thẳng vòng Đường đơn - Do phân tử đường đơn liên kết với nhờ liên kết glicơside (loại phân tử nước) - Do nhiều phân tử đường đơn tạo thành phản ứng trùng ngưng loại nước +Tạo mạch thẳng: xenlulơzơ +Tạo mạch phân nhánh: tinh bột, glycơgen Tính Khử mạnh chất Mất tính khử Khơng có tính khử Đường đa Chức số glucid quan trọng Glucose: - Là chất q trình phân giải sinh lượng cung cấp cho hoạt động sống (4,1 kcal/g), trao đổi chất tế bào - Là sản phẩm q trình quang hợp Pentose: cần thiết cho hình thành cấu trúc nucleotid axit nucleic Gồm loại ribose (C5H10O5) dezoxyribose (C5H10O4) Tinh bột : chất dự trữ thực vật Glycogen: chất dự trữ động vật Cellulose: thành phần cấu trúc vách tế bào TV nấm men -> bảo vệ giữ hình thái ổn định cho tế bào Chitin:cấu tạo nên vỏ lồi giáp xác tơm, cua Từ chitin tạo chitosan tan nước sử dụng thực phâm, dược phẩm mỹ phẩm 8/30/2012 Lipid Lipid (chất béo) nhóm chất hữu khơng tan nước, tan dung mơi hữu este, benzen, clorofor Gồm: lipid đơn giản lipid phức tạp Các lipid đơn giản Sáp: este alcol bậc mạch thẳng với acid béo bậc cao Các lipid đơn giản Dầu, mỡ – Cấu tạo glycerol acid béo – Mạch acid béo bão hồ chưa bão hồ – Một phân tử glycerol liên kết với 1, hay phân tử acid béo – Trạng thái vật lý dầu mỡ phụ thuộc nhiều vào độ bão hồ acid béo Các lipid phức tạp Phospholipid axit béo + Glixerol + nhóm phosphat - Một đầu ưa nước (nhóm Phosphat ) - Một kị nước (axit béo) Steroid: chứa ngun tử kết vòng Một số steroid quan trọng: cholesteron, acid mật, ostrogen, progesteron Vai trò lipid Là nguồn dự trữ dài hạn SV lớp mỡ da, quanh phủ tạng Khi cần thiết lipit chuyển hố thành glucose axit khác Các phospholipid cholesterol thành phần chủ yếu màng tế bào Chống nhiệt cách nhiệt Lipit thuộc nhóm steroit hormon hormon sinh dục, hormon tuyến thượng thận Lipid thành phần số vitamin vitamin D dung mơi nhiều vitamin (A, D, E, K, ) 8/30/2012 Acid nucleic Là yếu tố mang thơng tin di truyền, quy định đặc tính sinh vật Được cấu tạo từ đơn phân nucleotid Gồm loại ADN, ARN Cấu trúc không gian ADN Nhờ mối LK hóa trò axit phôtphoric nucleotit với đường nucleotit mà nucleotit liên kết với tạo nên chuỗi polynucleotit Số lượng, thành phần trình tự xếp Nu chuỗi polynucleotit tạo nên tính đa dạng tính đặc thù axit nucleic sở cho tính đa dạng tính đặc thù loài sinh vật Nucleotid ADN Nucleotid ARN *Đường C5H10O4 *Axit photphoric H3PO4 *1 loại bazo nitrid A,T, G, X *Đường C5H10O5 *Axit photphoric H3PO4 *1 loại bazo nitrid A,U, G, X Các loại tế bào Dựa đặc điểm cấu trúc chia tế bào thành hai loại: – Tế bào nhân sơ (Prokaryotic cells) – Tế bào nhân chuẩn (Eukaryotic cells) Đặc điểm chung tất tế bào là: – Màng ngun sinh – Dịch bào = bào tương (cytosol) – Nhiễm sắc thể (có mang gene) – Ribosome Sự khác loại TB Các tế bào nhân sơ: – Kích thước nhỏ tế bào chân hạch – Khơng có bào quan có màng – Khơng có màng nhân – ADN dạng vòng, khơng liên kết với protein, nằm vùng nhân (nucleoid) TẾ BÀO NHÂN SƠ (Prokaryote) 8/30/2012 Cấu trúc tế bào Prokaryote: Không có cấu trúc màng nhân nên gọi sinh vật tiền nhân Các đại diện như: Vi khuẩn (Bacteria), VK lam (Cyanobacteria), xạ khuẩn (Actinomycetes) Cơ thể có tế bào, kích thước khoảng -10µm Vách tế bào có hợp chất đặc biệt Murein Vách tế bào (cell wall) Vách tế bào bao phía màng sinh chất tạo khung cứng cho tế bào để chống chòu với tác nhân bất lợi Do phản ứng nhuộm màu violet (tím) nên phân biệt loại vi khuẩn: Vi khuẩn Gram-dương (Gr+): Streptococcus, Staphylococcus… có vách dày nên hấp thu giữ lại màu Vi khuẩn Gram-âm (Gr-): E coli, Salmonella,… không bắt màu nhuộm Cấu trúc chức tổ chức bề mặt vi khuẩn Tên tổ chức Bản chất hố học Cấu trúc bên trong: Chức 1- Thành tế bào vi khuẩn Gr+ - Murein - Axit thechoic - Bảo vệ học - Tiếp nhận Phage - Chứa kháng ngun bề mặt 2- Thành tế bào vi khuẩn Gr- - Murein - Lipopolysaccharide - Lipit, protein - Bảo vệ học - Tiếp nhận Phage - Chứa kháng ngun bề mặt - Thẩm thấu 3- Màng tế bào chất - Protein - Phospholipit - Thẩm thấu chọn lọc - Sinh tổng hợp vài loại protein - Vận chuyển e hơ hấp tế bào - Bài tiết sản phẩm nội bào 4- Mesosome - Protein - Phospholipit - Cố định NST QT nhân đơi ADN - Hình thành vách ngăn tế bào 5- Vỏ nhầy - Polysaccharide - Polypeptide - Bảo vệ tế bào - Tiếp nhận Phage - Giác bám 6- Tiêm mao - Protein - Polysaccharite - Cơ quan vận động * Dưới vách tế bào màng sinh chất, có nhiều nếp nhăn cuộn lõm sâu vào tế bào chất, nơi gắn ADN vào màng * Không có phần lớn bào quan tế bào có nhân thức (Eucaryote) như: Ti thể, lạp thể, golgi, mạng lưới nội chất, trung thể * Tế bào chất chứa 80 - 90% nước Phần lại chủ yếu chứa lipoprotein, có số ion vô Ca2+, Mg2+, Al3+ * Toàn nguyên sinh chất tạo thành lớp keo nhớt, dị thể với nhiều nhóm phân tán NSC biến đổi thuận nghịch hai dạng gel - sol 8/30/2012 * Các ribosome 70S nằm rải rác tế bào chất, mARN gắn lên chúng để tổng hợp protein * Tế bào Prokaryote màng nhân có vùng tương tự nhân gọi nucleoid * Bộ gen chứa phân tử ADN lớn, vòng tròn, kín, trần (không gắn thêm protein) Ngoài có phân tử ADN nhỏ độc lập gọi Plasmid * Sợi ADN tế bào prokaryote mang gen xếp theo đường thẳng, gen xác đònh đặc tính di truyền tế bào, nên gọi NST * Số lượng nhiễm sắc thể = số lượng ADN = * Sinh sản theo kiểu trực phân (phân bào không tơ) Cấu trúc tế bào Eukaryote * Tế bào Eucaryote có nhân điển hình * Có màng nhân bao quanh nên gọi tế bào nhân thật * Có cấu trúc phức tạp tế bào Prokaryote với nhiều bào quan với chức khác Các chuỗi Oligosaccharite (không 10 gốc mono) thường liên kết với P xuyên màng tạo nên thụ thể bề mặt màng Ở sinh vật bậc cao, màng có thêm lượng đáng kể cholesterol chen vào lớp kép lipid làm cho màng mềm mại dễ chun giãn TẾ BÀO NHÂN CHUẨN (Eukaryote) Màng tế bào * Bao quanh tất tế bào, giới hạn độ lớn tế bào * Cấu trúc màng gồm: Lớp lipid kép có đầu ưa nước quay ngoài, đuôi kỵ nước quay vào Tấm lớp mềm dẽo làm cho màng dễ thay đổi hình dạng mà không bò vỡ Các phân tử protein xen vào màng ( P xuyên màng, chiếm 70% tổng số P màng) tham gia nhiều chức quan trọng vận chuyển chọn lọc chất qua màng Ngoài bề mặt màng có phân tử protein ngoại vi (chiếm 30% tổng số P màng) * Chức màng tế bào Bảo vệ TB phương diện học Vận chuyển chất qua màng tb Nhận biết thơng tin tiếp xúc Tiếp nhận đối tượng hấp phụ bề mặt Tham gia vào q trình thải độc, đề kháng với yếu tố sinh học hóa học gây bệnh cho tb 10 8/30/2012 Mạng nội chất (Endoplasmic Reticulum = ER) Là hệ thống ống túi có màng bao, bên khoang thơng thương với từ nhân đến màng tế bào Có loại: – mạng nội chất sần có ribosome bề mặt – mạng nội chất láng khơng có ribosome Hệ Golgi Là hệ thống túi dẹp (gọi cisternae) có màng bao, xếp song song Mặt gần nhân gọi mặt cis, đối diện mặt trans Các túi chun chở tách từ màng mạng nội chất hồ vào túi dẹp hệ Golgi mặt cis Các túi tách từ mặt trans Chức năng: thu thập, đóng gói, biến đổi, phân phối chất từ nơi tế bào đến nơi khác cần sử dụng Chức mạng nội chất Chức chung: đường vận chuyển bên TB Mạng nội chất sần: Sản xuất glycoprotein, tạo màng mới, tạo túi chun chở Mạng nội chất láng: Tổng hợp Lipid, chuyển hóa đường, khử độc, dự trữ Calcium Tiêu thể (Lysosome) Lysosome túi có màng kín – Bên chứa enzyme tiêu hố – Các enzyme có tác dụng thuỷ phân đại phân tử protein, lipid, polysaccharid, acid nucleic Tiêu thể thực chức tiêu hố theo số cách khác nhau: – Chúng hồ nhập vào khơng bào chứa thức ăn, enzyme tiêu hố thức ăn – Chúng tiêu huỷ bào quan bị tổn thương Chức tiêu hóa Lysosome 11 8/30/2012 Khơng bào (Vacuole) Là túi có màng bao, bên chứa dịch lỏng – Ở ĐV có loại khơng bào co bóp, khơng bào tiêu hố, khơng bào khí – Ở TV trưởng thành có khơng bào trung tâm Peroxisome Là túi nhỏ có màng đơn bao bọc, bên có hạt chứa enzyme oxy hố Chúng sinh từ peroxisome có trước Chức năng: – thu thập tiêu huỷ peroxide độc (chẳng hạn hydrogen peroxide H2O2) – Thủy phân acid béo Chức khơng bào Tích trữ chất thải q trình biến dưỡng Cấu trúc: tạo sức trương, độ cứng Sinh sản: sắc tố cánh hoa, trái giúp cho thụ phấn phát tán hạt Tiêu hố: khơng bào chứa enzyme tiêu hố protein hạt dùng làm thức ăn cho phơi Ty thể Lục lạp Có màng kép Có ADN riêng Có protein tổng hợp từ ribosome tự Là bào quan quan trọng việc tổng hợp lượng (ATP) cho hoạt động sống TB Ty thể (Mitochondria) * Cấu tạo - Màng trơn, có tính thấm nhờ Protein xuyên màng - Màng có nhiều nếp gấp làm tăng diện tích màng lên nhiều lần Chứa chuỗi vận chuyển điện tử, nơi thực phản ứng oxy hoá chất để tạo ATP Matrix - Chất (matrix) phần bên ti thể, chứa hỗn hợp đậm đặc gồm hàng trăm Enzyme cho QT oxy hoá Chức ty thể Là nơi diễn q trình hơ hấp tế bào, tổng hợp ATP từ phân tử thức ăn 12 8/30/2012 Lục lạp (Chloroplast) Chỉ có Thực vật có dạng hạt đậu Cấu tạo: Màng trơn dễ thấm Màng thấm, chứa nhiều protein vận chuyển đặc biệt Stroma vùng không gian không màu giống chất ty thể, chứa enzyme, ribosome 70S, ADN Màng thứ gồm túi dẹt hình đóa (thylacoid) chồng lên (hạt grana) chứa chuỗi chuyền v/chuyển điện tử &ATP synthetaza → ATP Diệp lục tố nằm màng thylakoid tạo nên màu lục Ribosome Ribosome hạt cấu tạo từ ARN ribosome protein – lơ lững dịch bào (ribosome tự do) – Có thể gắn màng mạng nội chất sần (ribosome gắn) Chức lục lạp Là nơi diễn q trình quang hợp, biến đổi quang thành hóa Chức Ribosome Là nơi tổng hợp chuỗi polypeptid phân tử protein Chức khung xương tế bào Khung xương tế bào (cytoskeleton) Là mạng lưới sợi phân bố khắp tế bào chất Gồm thành phần: – Các vi ống (microtubule) – Các vi sợi (microfilament) – Các sợi trung gian (intermediate filament) Nâng đỡ trì hình dạng tế bào Vận động – Tương tác với protein vận động cử động tế bào – Các túi chun chở di chuyển theo “đường ray” tạo khung xương Điều hòa hoạt dộng hóa sinh tế bào 13 8/30/2012 Trung thể trung tử Nhân tế bào (nucleus) Ở TBĐV, vi ống phát triển thành trung thể (centrosome) nằm gần nhân Trung thể gồm trung tử (centriole), trung tử gồm nhóm vi ống xếp thành vòng Là trung tâm hoạt động tế bào Có vai trò quan trọng sinh sản, việc xác định đặc điểm di truyền Nhân bao bọc lớp màng kép gọi màng nhân (nuclear envelope), bên có: – Nhiễm sắc chất (chromatin) – Dịch nhân = chất nhân (nucleoplasm) – Hạch nhân (nucleolus) THE END 14