BÀI 2 Tế Bào EUKARYOTE - 123doc

bài giảng sinh học phân tử, tế bào có nhân chính thức, eukaryote bài giảng đại học dược môn sinh học tế bào bài nhân chính thức. cấu trúc và chức năng của tế bào. chi tiết cấu tạo và chức năng của các bào quan

PHẦN I: SINH HỌC TẾ BÀO

BÀI 2: CẤU TRÚC VÀ CHỨC

NĂNG CỦA TẾ BÀO

EUKARYOTE

TẾ BÀO EUKARYOTE

Gồm sinh vật nguyên sinh, nấm, thực vật và

động vật

Tế bào Eukaryote gồm 03 phần chính: màng tế bào, tế bào chất cùng các bào quan và nhân

ĐẠI CƯƠNG

Màng : bảo vệ, trao đổi chất

Tế bào chất : có dịch bào (môi trường phản ứng) bào quan (thực hiện chức năng sống) Nhân: chứa VẬT LIỆU DI TRUYỀN

2.CẤU TẠO TẾ BÀO

2.2 Màng tế bào

2.2.1 Màng sinh chất

Mô tả đại cương

Màng chính: Lớp đôi phopholipid có tính linh động,được điều chỉnh bằng phân tử cholesterol

❖ Thụ thể tiếp nhận thông tin trên màng

Thụ thể: là phức hợp của carbonhydrat với protein(glycoprotein) lipid (glycoglypipd)

Lipid: hơn 50% khối lượng màng Gồm lớp đôi

photpholipid, cholesterol, glycolipid

Protein: Hầu hết các màng, protein chiếm 50% khối

lượng màng sinh chất, ở màng ty thể, lạp thể có thể nhiều hơn, khoảng 75%, nhưng màng myelin của dây thần kinh chỉ có dưới 25%

MÀNG ĐÔI PHOTPHOLIPID

❖Màng lipid kép là phần cấu trúc cơ bản của

màng sinh chất, gồm hai dãy phân tử lipid áp sát vào nhau

❖Các phân tử lipid chiếm 50% khối lượng phần lớn các màng tế bào động vật, phần còn lại hầu như là protein Chúng gồm 03 loại căn bản là:

phospholipid, cholesterol và glycolipid, cả 03

đều có một đầu phân tử kỵ nước (hydrophole) và một đầu ưa nước (hydrophile)

❖Cấu trúc lớp đôi giúp cho màng có 02 tính chất: là một chất lỏng và không thấm hầu hết các phân tử

Cholesterol là một steroid do sự kết hợp của sterolvới acid béo

phospholipid Cholesterol có tác dụng ngăn cản cácchuỗi hydrocarbon liên kết với nhau và kết tinh nênduy trì tính linh động của màng

Cholesterol còn có tác dụng duy trì tính bền vững

cơ học của màng.Những dòng tế bào đột biến mấtkhả năng tổng hợp cholesterol sẽ bị tan đi nhanhchóng vì màng lipid không tồn tại được

Protein màng

Tùy theo vị trí của protein gắn trên màng, có thể

chia thành 04 loại protein như sau:

• Protein xuyên suốt qua màng lipid và lộ hai đầu

ưa nước ra hai bên màng

• Protein gắn một phần vào màng và chỉ lộ ra ở một bên màng.

• Protein không gắn vào màng lipid nhưng liên kết với phân tử protein xuyên màng tại một bên bề

mặt của màng.

• Protein nằm tự do trên bề mặt của màng, loại này rất dễ tách ra khỏi màng

• Ngoài ra các glycoprotein và glycolipid có thể

là những điểm nhận biết (recognition sites) các tín hiệu và quan hệ giữa các tế bào Sự nhận

biết này có ý nghĩa quan trọng trong quá trình phát triển phôi, điều hòa sự tăng trưởng và phân chia tế bào.

Chức năng của màng sinh chất

• Bao bọc tế bào, phân cách tế bào với môi trường

• Màng có tính thấm chọn lọc trong quá trình trao đổi chất giữa tế bào với môi trường, do đó duy trì nồng độ khác nhau về các ion ở trong và ngoài tế bào, cho phép những chất cần thiết đi vào và đào thải chất cặn bã ra ngoài.

• Màng có khả năng biến hình để tế bào di động và

để thực bào, ẩm bào.

• Màng có khả năng dẫn truyền xung động thần

kinh nhờ sự thay đổi điện tích giữa trong và ngoài màng.

• Màng có khả năng nhận diện tế bào đồng loại

và khác loại

• Nhận diện được các hormon hoặc một số chất

lạ nhờ những phân tử protein hoặc

glycoprotein đặc hiệu

• Màng có chức năng miễn dịch: một số tế bàonhư đại thực bào, bạch cầu lympho có thể nhậndiện các kháng nguyên và sản xuất ra kháng

thể bề mặt để phản ứng với kháng nguyên

2.2.2 Màng bảo vệ

2.3 Tế bào chất

Còn gọi là bào tương, chất tế bào hay chất nguyên sinh, là bộ phận tế bào ở quanh nhân ra tới màng sinh chất, bao gồm: dịch tế bào chất, các bào quan

và các thể vùi.

2.3.1 Dịch tế bào chất

Còn gọi là thể trong suốt (cytosol) là phần tế bào

chất không kể các bào quan, nó là một khối chất quánh, nhới, có tính đàn hồi, trong suốt, không

màu, trong giống như lòng trắng trứng dịch tế

bào chất không tan trong nước, khi gặp nhiệt độ

50oC – 60oC chúng mất khả năng sống

Dịch tế bào chất chiếm gần một nửa khối lượng tế bào,

có nhiều nước (85%), protein gồm các protein sợi xếp thành bộ xương tế bào, enzym và ribosom để tổng hợp protein Ngoài ra còn có các loại ARN, glucid, acid amin, nucleosid, nucleotid và các ion.

Chức năng của dịch tế bào chất:

❖Là nơi thực hiện các phản ứng trao đổi chất của tế bào.

❖Là nơi thực hiện một số quá trình điều hòa của các chất.

❖Nơi chứa các vật liệu dùng cho các phản ứng tổng hợp các đại phân tử sinh học.

❖Nơi dự trữ năng lượng như glicid, lipid, glycogen.

2.3.2 Thể vùi

Nơi tập trung các chất dự trữ của tế bào như hạt

mỡ, hạt glycogen ở tế bào động vật, giọt dầu, hạt tinh bột, tinh thể muối, tinh thể protein ở tế bào thực vật

2.3.3.BÀO QUAN

Tổng hợp: protein (MLNC hạt) chuyển hóa lipid, đường (MLNC không hạt)

Phân giải: tạo năng lượng (Ti thể)

Trung gian: phân giải protein thành aa

(lysosome)

Giải độc: chuyển hóa chất độc (glogi: đóng gói)

2.3.3 Các bào quan

Ribosome

2.3.3 Các bào quan

Ribosome

❖ Ribosome từ mọi nguồn đều có cấu trúc tương tự nhau.

❖ Gồm hai tiểu đơn lớn và bé Hai tiểu đơn vị này có thể

tồn tại tự do hoặc kết hợp với nhau như hình số 8 để trở thành một đơn vị chức năng, hoặc kết hợp thành dạng chuỗi nhỏ (5-10 ribosome) gọi là polyribosome khi tổng hợp protein.

❖ Khi ly tâm, khối lượng to nhỏ được đặc trưng bằng trị

số lắng S (Svedberg).

❖ Ribosome là nơi diễn ra quá trình giải mã để tạo ra

protein.

Mạng lưới nội chất

và mạng lưới trơn liên kết qua lại.

Lưới nội chất nhám: tham gia tái tạo màng nhân ở

kỳ cuối của phân bào, tổng hợp protein

Lưới nội chất trơn: phát triển nhiều ở tế bào gan và chứa các men có khả năng giải độc các thuốc hoặc hợp chất độc hại do sự chuyển hóa tạo nên, chuyển hóa

Hình ảnh về nhân tế bào, mạng lưới nội chất

và thể Golgi : (1) Nhân, (2) Lỗ nhân, (3) Mạng lưới nội chất hạt (RER), (4) Mạng lưới nội chất trơn (SER), (5) Ribosome trên RER, (6) Các phân

tử protein được vận chuyển, (7) Túi tiết vận chuyển protein, (8) Thể Golgi, (9) Đầu Cis của

thể Golgi, (10)

Đầu trans của thể Golgi,

(11) Phần thân của thể Golgi.

Bộ Golgi

Cấu tạo

Chồng Golgi nằm ở phần nhân và ở tế bào động vật nó trường ở

cạnh trung thể hay trung tâm tế bào, gồm nhiều túi nhỏ dẹt, hình dĩa, giới hạn bởi một màng xếp như chồng dĩa và được tách rời từ lưới nội chất Một hay nhiều chồng Golgi tạo thành bộ Golgi

Chức năng

Các túi dẹt của bộ Golgi làm nhiệm vụ biến đổi, chọn lọc và gói các đại phân tử sinh học mà sau đó được tiết ra ngoài hay được vận chuyển đến các bào quan khác như Lysosome

Là nơi glycoprotein được tổng hợp và rời khỏi bộ Golgi qua các túi tiết qua mặt trans của chồng dĩa để đến các vị trí bên trong tế bào (vị trí protein dự trữ) hoặc tới màng sinh chất để trao đổi ra bên ngoài.

Bộ Golgi tham gia vào sự hình thành màng sinh chất bằng cách hòa nhập các túi khi các túi này mang chất tiết đưa ra khỏi màng.

Lysosome chứa nhiều enzym thủy giải hydrolase.

Enzym có hai trạng thái là nghỉ và hoạt động.

Ở trạng thái nghỉ được bao kín trong túi tiêu thể

Enzym ở trạng thái hoạt động khi túi tiêu hòa nhậpvới túi cơ chất làm cho men và cơ chất gặp nhau

Ty thể được giới hạn bở màng ngoài nhẵn và màng trong cuộn quấn rất nhiều, giữa hai màng là một khoảng sáng

Bên trong ty thể là chất nền (matrix)

Ty thể là vị trí của sự hô hấp tế bào, năng lượng được giải phóng

từ sự biến dưỡng đường được sử dụng để tổng hợp ATP từ ADP

và phospho vô cơ.

Mỗi tế bào có nhiều ty thể

nằm rải rác trong tế bào

chất hoặc tập trung ở nơi

chuyển hóa cao cần nhiều

năng lượng

Ribosome của ty thể có chức năng tổng hợp protein ty thể

Có nhiều enzym tham gia đường phân, chu trình Krebs, enzym sao chép, enzym phiên mã và enzym tổng hợp protein.

Màng trong ty thể chứa các enzym oxy hóa, chuỗi hô hấp, enzym tổng hợp ATP, protein vận chuyển để chuyển các chất chuyển hóa ra, vào chất nền.

Chức năng

Ty thể là trung tâm hô hấp và là kho chứa năng lượng cho tế bào, 90% ATP của tế bào được tổng hợp ở ty thể, còn là nơi tổng hợp enzym, acid béo, protein

Ty thể còn là nơi tích tụ một số chất độc, thuốc, chất màu

Điều hòa tăng sinh tế bào

Lạp thể

Là hệ thống các lạp đặc sắc của tế bào thực vật từ rong đến thực vật thượng đẳng Chúng có vai trò quan trọng đối với quá trình dinh dưỡng của tế bào.

Tùy theo màu sắc, người ta phân loại 03 loại lạp thể

Lục lạp có màu xanh lục (diệp lạp: Chứa các sắc tố cần thiết cho sự quang tổng hợp Chỉ có ở những cơ quan ở ngoài ánh sáng của thực vật.

Sắc lạp có màu khác màu xanh lục, chứa sắc

tố carotenoid, đặc sắc của hoa và quả

Vô sắc lạp không có màu Trong vô sắc lạp

có bột lạp tạo tinh bột, đạm lạp hay dầu lạp.

Các vi thể: Vi thể là những bào quan nhỏ (khoảng

1m)và được bao bởi một màng đơn, có vai trò

chuyên biệt

Peroxysome: nằm gần lưới nội chất, chứa các

enzym oxy hóa (catalase, oxydase) phân hủy H 2 O 2 thành H 2 O Peroxysome phá hủy chất béo và tham gia vào quang hô hấp Peroxysome trong tế bào gan, thận tham gia giải độc một số chất như ethanol Một nửa lượng ethanol uống vào được oxy hóa thành

acetaldehyd nhờ Peroxysome.

Glyoxysome (không có ở tế bào động vật) hiện diện

trong hạt dự trữ có dầu, chứa các enzym của chu

trình glyoxylate (oxy hóa glucose), giúp biến đổi

acid béo dự trữ thành đường.

Trung thể - Trung tử

Thực vật không có trung tử.

Trung thể ở trung tâm tế bào, nằm gần nhân Cấu tạo gồm một vùng đậm màu, giữa có hai trung tử nằm

vuông góc với nhau.

Trung tử hình trụ, có cấu tạo vi ống giống roi hay lông.

của bào tương, đó là trung tâm của tế bào

các tế bào có lông và roi, trung tử có vai trò trong

sự hình thành lông và các roi

2.4 Không bào (Vacuole)

Không bào là một hay những túi có hình dạng vàkích thước biến thiên nằm trong tế bào chất.Không bào chứa đầy một chất lỏng gồm nước vàcác chất tan

Không bào rất phát triển ở thực vật, ở tế bào độngvật không bào nhỏ và ít, chỉ thấy rõ ở động vậtnguyên sinh và tế bào gan

Không bào chứa các ion vô cơ, acid hữu cơ, đường,enzym và các sản phẩm biến dưỡng thứ cấp baogồm các sắc tố Sự tích tụ các chất tan tạo áp suấtthẩm thấu cho sự hấp thu nước bởi không bàogiúp cho sự tăng rộng tế bào

Vai trò sinh lý của không bào

- Ngoài chức năng là nơi tích trữ chất dự trữ hoặc chất cặn bã, không bào còn tham gia vào quá trình trao đổi nước nhờ áp suất thẩm thấu

Áp suất thẩm thấu được biểu hiện trong sự trương nước (khi đặt tế bào trong dung dịch nhược trương) và sự co nguyên sinh (khi đặt tế bào trong dung dịch ưu trương).

- Các chất hòa tan trong dịch tế bào gây ra một sức ép lên trên tế bào chất gọi là áp suất thẩm thấu (P) và ép tế bào chất vào màng tế bào làm màng căng ra tạo một sức căng (T) chống lại các phần bên trong tế bào Sức hút nước của tế bào (S) được biểu thị bằng công thức

S = P – T Nếu P = T thì S = 0, khi đó tế bào ở trạng thái hoàn toàn trương nước

Nếu T = 0 thì S = P, khi đó tế bào ở trạng thái co nguyên sinh và sức hút nước tối đa.

SỰ CÂN BẰNG NƯỚC CỦA TẾ BÀO

ĐT

2.5 Các thể không ưa nước

2.5.1 Hạt dầu mỡ (lipid): gặp trong tế bào dưới dạng

hạt nhỏ, chiết quang, khi dính vào giấy cho một đốm

mờ không bay mất Lipid có trong hạt hoặc tế bào

già

2.5.2 Tinh dầu

Thường có mùi thơm, dễ bay hơi, tan trong rượu Có thể được cấu tạo từ nhiều loại chất hữu cơ phức tạp khác nhau, thường là hỗn hợp chất terpen

2.5.3 Nhựa (resin)

Là hỗn hợp những chất không đồng nhất, hình thành bởi sự oxy hóa và trùng hợp hóa của một số dầu Dưới tác động của nhiệt, nhựa chảy mềm nhưng không thành dạng lỏng và không bốc hơi, ở nhiệt độ cao nhựa cháy cho ngọc lửa có nhiều khói đen Nhựa được tạo

trong tế bào chất dưới dạng những giọt nhỏ và có thể ở lại đó hoặc thải ra trong những túi hoặc ống (thông, sau sau)

2.5.4 Nhựa mủ

Được tạo ở tế bào chất rồi đưa vào không bào

Thành phần hóa học gồm nước (50-80%), muối khoáng, acid hữu cơ, glucid, alkaloid, tanin, sắc tố, tinh bột

2.6 NHÂN

2.6.1 Số lượng, hình dạng, kích thước, vị trí

Thông thường mỗi tế bào có một nhân, nhưng đôi khi có nhiều nhân như một số tế bào gan, ở nấm bậc cao có những sợi nấm cấu tạo bởi những tế bào có hai nhân

và ở tảo lam không có nhân thật nhưng có “nucleoide” không có màng ngoài để tách biệt với tế bào chất

Hình dạng nhân thay đổi tùy tế bào

Kích thước nhân tùy thuộc từng loại vi sinh vật, từng

loại tế bào, trung bình từ 5 - 30m

Vị trí nhân không cố định, ở tế bào non: tế bào chất đậm đặc, nhân ở giữa tế bào; ở tế bào đã phân hóa: khoang

tế bào bị chiếm bởi những không bào to nên nhân và

tế bào chất bị dồn ra phía bìa

2.6.2 Cấu tạo và nhiệm vụ các thành phần của nhân Màng nhân

❖Màng nhân cấu tạo bởi hai lớp màng:

Màng ngoài nối với lưới nột chất, trên đó có các hạt ribosome, khoảng trống giữa hai lớp màng nhân nối liền với các túi của lưới nội chất;

Màng trong nhân đậm màu được gọi là lá sợi, nó giữ hình dạng cho nhân.

❖Màng nhân không liên tục mà có những lỗ, đường kính (số lượng và vị trí các lỗ thay đổi tùy loại Lỗ thủng ở giữa có chất dịch lỏng tạo nên kêng, qua đó các phân tử hòa tan trong nước qua lại được)

Sự vận chuyển qua lỗ thủng của màng nhân

Mành nhân để cho nhiều chất đi qua như nước,đường, những chất đường phân, acid amin,tiền acid nucleic và cả protein có phân tửlượng nhỏ hơn 500

Sự vận chuyển các đại phân tử (có phân tử lượngkhoảng 550.000) qua màng nhân được thựchiện nhờ cơ chế vận chuyển tích cực

Nhiễm sắc thể

Hình dạng nhiễm sắc thể

Là những cấu trúc hình sợi dạng chữ V, U, J, I, quansát được dưới kính hiển vi quang học khi tế bào

đang phân chia

Trên mỗi nhiễm sắc thể có một phần thắt lại (thắt sơcấp), không bắt màu gọi là tâm

Ngoài thắt sơ cấp, còn có thắt thứ cấp chia nhiễm

sắc thể thành những đoạn rất ngắn gọi là vệ tinh,

hình cầu hoặc dài, có thể có 2 vệ tinh nối tiếp nhau

Kích thước nhiễm sắc thể

Khác nhau tùy loài, sinh vật và tùy nhiễm sắc thể, thông thường 0.2 - 50m, đường kính 0.2 -2m Ở ấu trùng ruồi giấm, nhiễm sắc thể có kích thước rất lớn, dài tới 480m, gọi là nhiễm sắc thể khổng lồ khác hẳn nhiễm sắc thể bình thường.

Số lượng nhiễm sắc thể

Trong mỗi tế bào cơ thể, các nhiễm sắc thể giống nhau từng đôi một, hai nhiễm sắc thể giống nhau gọi là hai nhiễm sắc thể đồng dạng như vậy các nhiễm sắc thể được chia làm hai bộ giống nhau gọi là 2n hay lưỡng bột (n là số nhiễm sắc thể trong một bộ)

Cấu trúc phân tử của nhiễm sắc thể

Thành phần hóa học

Thành phần chủ yếu của nhiễm sắc thể là ADN, người ta cho rằng Bộ gen đơn bội của người chứa 3x10 9 cặp base

Histon là loại protein có nhiều nhất trong nhiễm sắc thể

Histon là protein tương đối nhỏ chứa một tỷ lệ cao các acid amin tích điện dương (lysin,arginin) giúp cho histon liên kết chặt chẽ với DNA Có 5 loại Histon: H1, H2A, H2B, H3 và

H4, chúng có chức năng khác nhau trong nhiễm sắc thể.

Các protein không histon: gồm hàng trăm, hàng nghìn loại với nhiều chức năng khác nhau: các protein cấu trúc để tổ chức DNA trong nhân, enzym xúc tác phản ứng tổng hợp DNA

và các loại RNA, các protein điều chỉnh hoạt động của

DNA.

DNA và các protein liên kết chặt chẽ với nhau tạo nên sợi

cromatin có tổ chức cao với đơn vị cấu trúc là nucleosom.

❖Là đơn vị của sợi cromatin Hạt nucleosom là một phức hợp DNA với histon, có hình dĩa.

❖Mỗi nucleosom chứa 8 phân tử histon gồm 4 loại: H2A,

H2B, H3 và H4 Mỗi loại gồm 2 phân tử xếp thành hai lớp các phân tử histon tạo thành lõi của nucleosom Mỗi phân tử histon chứa 102-135 acid amin.

❖DNA quấn quanh lõi histon gần 2 vòng, đoạn này gồm