Tế bào nhân chuẩn
Chương 3: Tế bào nhân sơ có hình dạng thuộc ba dạng phổ biến là hình que,hình phẩy hay xoắn và hình cầu,còn các tế bào nhân chuẩn thì hình dáng đa dạng hơn.Tế bào biểu bì thực vật có hình dạng khối vuông hay chữ nhật,vách phía tiếp xúc ...
Chương 3:
Tế bào nhân sơ có hình dạng thuộc ba dạng phổ biến là hình que,hình phẩy hay xoắn và hình cầu,còn các tế bào nhân chuẩn thì hình dáng đa dạng hơn.Tế bào biểu bì thực vật có hình dạng khối vuông hay chữ nhật,vách phía tiếp xúc môi trường dày và hoá cutin ở lá,hoá bần ở thân rễ.Đặc biệt tế bào biểu bì rễ non còn có thể phình ra thành tế bào lông hút.Tế bào tầng phát sinh có hình khối chữ nhật,thành mỏng,nhân lớn,tế bào chất nhiều.Tế bào mô thịt gần như quả trứng.Tế bào mô thịt lá chứa nhiều lục lạp và hạt tinh bột.Tế bào mạch dẫn có hình trụ rỗng dài,vạch hoá lignin,có tác dụng nâng đỡ cơ học và dẫn dắt thức ăn từ dưới lên và tế bào có lỗ rây thì dẫn chất hữu cơ tổng hợp đến các bộ phận khác của cây.Tế bào cánh hoa thì không bào lớn,chứa nhiều chất có màu sắc.
Tế bào thực vật
Tế bào động vật cũng vô cùng đa dạng,phong phú.Tùy loại mô khác nhau mà tế bào có hình dạng khác nhau.Tế bào hồng cầu hình đĩa dẹp hai bên.Tế bào cơ thì dài và gần nhọn hai đầu.Tế bào thần kinh có hình dạng sao có hình tua dài...
có hình dạng nói chung phức tạp,song cấu tạo rất gần giống nhau:chúng đều có vỏ,màng sinh chất,nhân và tế bào chất.Trong tế bào chất thì có nhiều cơ quan tử xây dựng nên nhờ hệ thống màng bên trong tế bào.
Tế bào động vật
Trong cơ thể động vật cũng như thực vật,các tế bào trên cơ sở chức năng thống nhất hợp lại thành các mô.Nhiều mô hợp lại thành cơ quan.Nhiều cơ quan hợp lại thành cơ thể hoàn chỉnh.
Cấu tạo, thành phần
Thành phần sinh hoá
Tế bào xuất hiện chỉ khi có màng hình thành.Tế bào có thành phần cấu tạo hết sức phức tạp.Các màng vạch rõ ra ranh giới bên ngoài và điều khiển dòng phân tử qua ranh giới đó.Màng chia không gian bên trong tế bào ra thành các bộ phận riêng biệt,các quá trình và thành phần riêng rẽ.Chúng tổ chức phản ứng phức tạp liên tục và chúng còn làm trung tâm của việc dự trữ năng lượng và thông tin qua lại từ tế bào đến tế bào.Các hoạt động sinh học của các màng bắt nguồn từ các tính chất vật lý đặc biệt của chúng.Các màng bền vững nhưng linh hoạt,tự khép kín và thẩm thấu chọn lọc đối với các chất tan có cực.Tính linh hoạt của nó cho phép thay đổi có định hướng ,đồng thời làm cho tế bào vừa lớn lên vừa chuyển động (như amip).Khả năng đóng kín các chỗ vỡ tạm thời cho màng liền lại cho phép sự hợp nhất lại của hai màng như lúc thải ra khỏi tế bào hay cho phép phần màng đơn đóng sau khi phân chia,thu được hai ngăn đã kín,như ở trong thực bào,hay trong sự phân chia tế bào không sinh ra lỗ lớn thô thông qua bề mặt tế bào.Vì màng có tính thẩm thấu chọn lọc,chúng giữ lại các chất và các ion nhất định đối với các tế bào và đối với các phần của tế bào đặc trưng và ngăn chặn các thứ khác.
Các màng không phải là các tấm chắn thụ động.Chúng bao gồm một loại protein đặc biệt kích thích hay xúc tác khác nhau của các phân tử.Các bơm vận chuyển các chất tan hữu cơ đặc biệt và các ion vô cơ qua màng ngược gradient nồng độ,biến đổi năng lượng từ dạng này qua dạng khác.Chất nhận(receptor)của màng sinh chất nhạy cảm với các dấu hiệu ngoài tế bào,làm biến đổi chúng thành phân tử thay đổi trong tế bào.
Các màng gồm có hai lớp phân tử và do đó rất mỏng,chúng được coi như hai đơn vị cơ bản.Hầu hết các quá trình sinh lý tế bào là sự phối hợp với màng (thậm chí như sự tổng hợp các chất lipit và các chất protein và sự biến đổi năng lượng trong ti thể và lục lạp).Vì các va chạm giữa các phân tử ở trong không gian hai lớp khác nhiều so với ở trong không gian ba lớp nên hiệu quả của các con đường xúc tác enzym nhất định xảy ra trong hai lớp được tăng lên rất lớn.
Tính linh hoạt của màng sinh chất
MSC không phải là màng cứng, tuy nó có tính ổn định để ngăn cách tế bào với môi trường nhưng nó có đặc tính linh hoạt và là một hệ thống hầu như "lỏng". Đặc tính này là do tính chất của lớp kép lipit, các protein và các glicolipit cũng như các glicoproteit quy định nên.
Tính linh họat của lớp kép lipit
Thể hiện ở trạng thái lỏng hoặc nhớt của lớp do sự phân bố các photpholipit chưa no và no. Khi các photpholipit ỏ trạng thái no- màng trở nên nhớt và khi photpholipit ở trạng thái chưa no( trạng thái ở nhiệt độ sinh lý) màng ở trạng thái lỏng.
Tính linh hoạt của lớp lipit kép còn thể hiện ở sự chuyển động của các phân tử lipit: chuyển động dịch chỗ và chuyển động co dãn.
Khi chuyển động dịch chỗ các phân tử lipit chuyển chỗ theo tuyến ngang ( dịch chuyển sang bên cạnh) là loại chuyển động nhanh. Sự chuyển chỗ của các phân tử lipit có thể xảy ra từ 1 lớp lipit này sang lớp lipit kia ( chuyển dịch bấp bênh hay chuyển dịch FLip- Flop). Đó là chuyển dịch chậm hơn.
Sự chuyển động co dãn của các phân tử lipit thể hiện ở tính co giãn của phân tử lipit chưa no ở các mạch hydrocacbon có liên kết đôi. Tính co giãn của lớp kép lipit còn tùy thuộc vào hàm lượng cholesterol trong màng, sự tăng cao hàm lượng cholesterol làm tăng tính vững chắc của màng.
Tính linh hoạt của protein màng
Các phân tử protein có khả năng chuyển động quay và chuyển dịch trong màng. Bình thường các phân tử protein phân bố ít nhiều đồng đều, nhưng trong điều kiện khi có sự thay đổi nào đấy của môi trường ví dụ sự hạ thấp độ pH. Sự kích thích của các kháng thể thì các phân tử protein di chuyển tạo nên những tập hợp.
Sự di chuyển của các protein màng có thể thấy rõ khi ta lai tế bào người và tế bào chuột in vitro để tạo nên các tế bào lai. Sử dụng kĩ thuật miễn dịch huỳnh quang( các kháng thể huỳnh quang lục để đánh dấu các protein chuột và kháng thể huỳnh quang đỏ để đánh dấu protein người), chứng tỏ rằng trên màng tế bào lai các điểm huỳnh quang lục và đỏ phân bố lẫn lộn xen kẽ nhau. Điều đó chứng tỏ các protein màng có thể chuyển dịch ngang theo khoảng cách nhiều micron.
Kiểm soát tính linh hoạt của màng
Tính linh hoạt của màng, đặc biệt là tính linh hoạt của các protein màng được kiểm soát bởi các nhân tố bên ngoài và bên trong. Sự kiểm soát ngoài là do các tác nhân của môi trường ngoại bào. Ví dụ: lectin không xâm nhập vào tế bào nhưng chúng kích thích sự xâm nhập của một số chất vào tế bào và khởi động sự tăng trưởng của tế bào, thông qua các protein màng.
Sự kiểm soát của protein màng tùy thuộc vào hệ thống bộ xương tế bàogồm các vi sợi và vi ống nằm sát màng liên kết với màng qua các protein rìa trong của màng.
Chức năng của màng sinh chất
Chức năng của màng sinh chất
MSC thực hiện các chức năng quan trọng sau:
- Ngăn cách tế bào với môi trường, tạo cho TB một hệ thống riêng biệt.- Thực hiện sự trao đổi chất giữa TB và môi trường.- Thu nhận thông tin có nguồn gốc ngoại bào và chuyển vào môi trường nội bào.- Ngoài ra MSC của TB vi khuẩn còn có chức năng hô hấp vì trong màng có chứa các enzym hô hấp và tham gia vào sự phân bào của vi khuẩn nhờ cấu trúc mesoxom của màng.
Màng sinh chất ngăn cách TB với môi trường
Tất cả các tế bào dù là đơn bào hay tế bào trong cơ thể đa bào đều được ngăn cách với môi trường xung quanh bởi màng sinh chất, do đó tạo cho TB một hệ riêng biệt và qua màng, TB trao đổi một cách có chọn lọc các chất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của TB và cơ thể. Trong cơ thể đa bào các TB được ngăn cách nhau bởi lớp dịch mô- là môi trường ngoại bào, và các TB liên hệ với nhau thông qua MSC và lớp dịch mô. Các cấu trúc phân hóa để tăng cường mối liên hệ giữa các TB là cấu trúc phân hóa của MSC( như desmoxom,desmoplasma- xem phần sau). Đối với các hợp bào ( ví dụ cơ vân…), MSC ngăn cách các TB có thể biến mất để tạo thành khối TB chất chứa nhiều nhân và có một màng chung.
MSC giữ cho TB có một hình dạng ổn định, nhưng đồng thời do tính linh hoạt của màng TB có thể thay đổi đáp ứng chức năng của cơ thể ( như chuyển động amip, thực bào, ẩm bào…)
Sự vận chuyển các chất qua màng
MSC không chỉ ngăn cách TB với môi trường mà còn đóng vai trò quyết định trong sự trao đổi chất giữa TB và môi trường ngoại bào. MSC để cho nhiểu chất đi qua theo cả hai hướng. Sự vận chuyển chất qua màng không chỉ phụ thuộc vào kích thước và bản chất chất được vận chuyển, mà còn phụ thuộc vào cấu tạo và tính chất của màng. Sự vận chuyển có thể là thụ động không tiêu phí năng lượng hoặc theo phương thức hoạt tải- vận chuyển tích cực kèm theo tiêu phí năng lượng ATP. Sự vận chuyển còn tùy thuộc vào sự có mặt của các protein màng, hoặc do sự thay đổi hình dạng của màng. ( hiện tượng nhập bào- xuất bào).
Vận chuyển chất ko kèm tiêu phí năng lượng
Đó là phướng thức vận chuyển thụ động, vận chuyển nhờ dung môi, vận chuyển dễ dàng:
Vận chuyển thụ động: Sự vận chuyển thụ động của các chất qua màng tùy thuộc vào các điều kiện sau: - Kích thước của phân tử: Các chất có kích thước càng lớn tốc độ vận chuyển càng chậm, tuy nhiên các chất đó phải là chất ko phân cực( oxy dễ dàng thấm qua màng) và không tích điện.- Tính chất của phân tử: Những chất hòa tan trong lipit dễ dàng đi qua màng, còn các chất hòa tan trong nước khó đi qua màng- Gradien nồng độ: Một phân tử được vận chuyển thụ động qua màng tùy thuộc vào gradien nồng độ của chất đó ở hai phía của màng. Chúng sẽ di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp theo nguyên tắc khuếch tán.
Lợi dụng tính dễ qua màng của chất lipit người ta đã chế ra các lipoxom là các viên có kích thước 50nm được bao bởi một lớp lipit kép và chứa các chất có hoạt tính ( emzim, chất chống đông) và được sử dụng trong điều trị như là phương tiện chuyên chở chất thuốc, vì chúng dễ dàng đi qua MSC và giải phóng các hoạt chất( chất thuốc) vào tế bào.
Sự vận chuyển nhờ dung môi:
Như trên đã biết nước và các chất hòa tan trong nước rất khó qua lớp ghét nước của MSC. Tính thẩm thấu của màng đối với nước và các chất hòa tan trong nước chỉ có thể giải thích bằng cơ chế tạo lỗ hoặc khe do sự di chuyển họp nhóm của các protein có trong màng. Ví dụ màng của tiểu mô bóng đái ếch là ko thấm đối với nước. Bình thường các phân tử protein trên màng phân bố phân tán, nhưng khi có tác động của hormon chống lợi tiểu thì nước trong bóng đái sẽ được hấp thụ lại nhờ các tế bào biểu mô bóng đái, khi đó các phân tử protein màng di chuyển họp nhóm để tạo nên các vùng thẩm thấu đối với nước gồm các lỗ và khe.
Sự vận chuyển dễ dàng:Sự vận chuyển của các chất hòa tan còn được làm dễ dàng thêm nhờ cơ chế sử dụng các protein mang hay các protein chuyên chở( transporter).Các protein mang là các protein nằm tại màng, được sử dụng làm chất chuyên chở bằng cách các protein mang gắn với chất được chuyên chở nhờ các phần có hình thù bổ trợ đặc trưng và chuyển chúng vào tế bào chất. Hoạt tính này cũng tương tự như phản ứng giữa emzim- cơ chất, nhưng khác ở chỗ chất được chuyển chở không bị làm thay đổi cấu trúc. Trong hoạt động chuyên chở các protein thay đổi thù hình từ một phía của màng (khi gắn với chất chuyên chở) và trở lại thù hình ban đầu ở phía kia của màng ( khi đã giải phóng chất chuyên chở).
Hoạt động của các protein mang
- Hoạt động của các protein mang có thể xảy ra theo 3 phương thức và có thể tham gia vào cơ chế vẫn chuyển thụ động hoặc vận chuyển tích cực( hoạt tải).
- Vận chuyển đơn cảng( uniport): Là trường hợp vận chuyển chỉ một chất từ phía này đến phía kia của màng.
+ Ví dụ: sự chuyên chở gluco từ môi trường ngoại bào vào tế bào chất khi ở môi trường ngoại bào nồng độ gluco cao hơn trong TBC. Hình thức vận chuyển này là thụ động, không cần tiêu phí năng lượng.
- Vận chuyển đồng cảng ( symport): Là sự vận chuyển một chất này phải kèm theo đồng thời sự vận chuyển một chất khác theo cùng hướng.
+ Ví dụ các tế bào ruột hoặc là tế bào ống thận khi phải vận chuyển gluco từ xoang ống ruột hoặc xoang ống thận ( nơi có nồng độ gluco thấp) vào TBC ( nơi có nồng độ gluco cao hơn) bằng phương thức vận chuyển tích cực ( ngược với gradient nồng độ) là nhờ sự vận chuyển đồng cảng với Na + ( nồng độ Na + ở dịch ngoại bào rất lớn).
- Vận chuyển đối cảng ( antiport): Là trường hợp sự vận chuyển đồng thời hai chất nhưng theo hai hướng ngược nhau, một chất đi vào TBC, chất kia ra môi trường ngoại bào. Protein mang các anion có tên băng III có trong màng sinh chất của hồng cầi người, hoạt động như một đối cảng trong sự vận chuyển Cl và HCO3 -
