A sejtalkotóktól a szövetig

A sejt fogalma

Az élő szervezetek sejtből épülnek fel. A sejt az élő szervezetek legkisebb alaki és működési egysége, melyen minden fő életjelenség megfigyelhető.

A sejtplazma és a biológiai membránok

A sejtplazmában nagy mennyiségű víz található, ebben ionok, kisebb szerves molekulák vannak, például fehérjék.

A sejtben egy időben több ezer biokémiai folyamat is lejátszódhat, ezek egymástól való függetlenítésére alkalmasak a biológiai membránok, melyeknek alapja egy lipidmolekulákból, leggyakrabban foszfatidból álló kettős réteg. Kettős réteg: kifelé a poláris, hidrofil réteg, befelé a hidrofób réteg. A kettős rétegben a lipidmolekulák függőleges elmozdulása, a másik rétegbe való átkerülése igen ritkán fordul elő, de oldalirányú mozgás lehetséges – rugalmas. A biológiai membránok felépítésében fehérjék is részt vesznek. A membránfehérjék harmadlagos szerkezetüknek megfelelően helyezkednek el a kettős lipidrétegben. Apoláros részük befele, poláros részük kifele áll. Perifériás (csak a felszínen levő), belesüppedők (átmenet), csatornafehérjék (teljesen átérnek a membránon) lehetnek ezek. A membrán külső felszínén szénhidrátláncok is találhatóak – a specifitás fokozására, elősegíti a membrán felismerését.

Minden sejtplazmát a külvilág felé 5-10 nm vastagságú biológiai membrán, a sejthártya határol. Ez egy félig áteresztő (szemipermeábilis) membrán. Növényeknél, baktériumoknál és gombáknál ezt még poliszacharid sejtfal is borítja, ami áteresztő. A plazmán belül található biológiai membrán az endoplazmatikus membránrendszer – szinte az egész plazmát behálózza, lapított zsákokhoz hasonló üregek rendszere. Két altípusát különböztetjük meg, az alapján, hogy vannak-e felületén riboszómák. Ha igen, akkor durva felszínű endoplazmatikus retikulum, ha nincs, akkor sima felszínű endoplazmatikus retikulum a neve.

Anyagforgalom a membránon keresztül

Passzív transzport: azok az anyagok jutnak át, amik a koncentráció gradiensnek megfelelően szeretnének áramlani, tehát a nagyobb koncentrációjú helyről a kisebb felé.

Aktív transzport : hordozófehérjék kellenek, cukrok, ionok, aminosavak, nagyobb szerves molekulák. Energia befektetést is igényel.

A színtest és a mitokondrium

A színanyagok az eukarióta növényi sejtben membránok fehérjéihez kötődnek, és külön sejtszervecskét alkotnak amit színtestnek nevezünk. A magasabb rendű növények színtestjeit a sejtplazmától a külső membrán választja el. A belső teret plazmaállomány tölti ki, ezt a belső membrán lemezei hálózzák be, ez alkotja a gránumot (oszlopszerű). A fény megkötése a gránumokban történik – belsejükben felhalmozódik a hidrogénatom – koncentrációkülönbséget okoz, melynek energiája ATP-szintézisre fordítódik. A fotoszintézis további részei a színtestek plazmájában játszódnak le.

Eukarióta sejtekben a mitokondriumok biztosítanak helyet a szénhidrátok lebontásához. Baktérium méretűek. Számuk sejtenként változó, attól függően, hogy mekkora az energia igénye. A glikolízis a sejtplazmában, a citromsavciklus és a terminális oxidáció a mitokondriumban játszódik le. Külső-, belső membránja van (nagy felület), a kettő között és belül található a plazmaállomány. A mitokondriumok a sejtek energiatermelő központjai – a lebontási folyamatokból származó ATP 90%-a itt képződik.

A sejtmag és a sejtosztódás

Az eukarióta élőlények jellemző sejtalkotója a sejtmag. Alakja, száma változó. A sejtmagot a sejtmaghártya választja el a sejtplazmától. Pórusok találhatóak rajta, méretük 30-100 nm. A sejtmag belsejében jól elkülöníthető egységet képez a magvacska, ami rRNS-t és a hozzá kapcsolódó fehérjéket szintetizálja. A sejtmag belsejét jórészt a magplazma tölti ki, ami nukleinsavakat, fehérjék makromolekuláit és ezek építőegységeit, ionokat tartalmaz. Ebből a DNS-molekulának és a hozzájuk kapcsolódó fehérjéknek együttes állományát kromatinnak nevezzük. A kromatinállomány a sejt működésének egyes szakaszaiban jól elkülöníthető, tömör testekké, kromoszómává áll össze. Prokariótáknál nincs kromoszóma, mert a DNS-hez nem kapcsolódnak fehérjék. Az osztódó sejteknek azt a körfolyamatát, amely a sejtek DNS-szintézis előtti állapotából kiindulva, a DNS szintézisén és a sejtosztódáson keresztül visszatér a kiindulási szakaszba, sejtciklusnak nevezzük. Ennek első része egy nyugalmi szakasz – mRNS, enzimfehérjék szintézise. A második szakasz a DNS megkettőződése (hozzá tartozó fehérjék is keletkeznek), amely a sejtciklus időtartamának közel felét veszi igénybe. Eztán újabb nyugalmi szakasz következik. Végül a sejtosztódás szakasza, amely 1-2 óra hosszúságú. Ennek során ketté válnak a kromoszómák, majd kettéosztódik a sejt, a keletkezett két utódsejt nyugalmi szakaszba kerül. Ha a sejtosztódás során olyan sejtek keletkeznek, amelyekben ua. a kromoszómák száma, mint a kiindulási sejtben volt, akkor mitózisról beszélünk. A mitózis a sejtciklus befejező szakasza. A színtest és a mitokondrium is képes önálló osztódásra – van saját DNS-ük.