Tế bào - Đơn vị căn bản của sự sống ppt

Tế bào - Đơn vị căn bản của sự sống


Như nguyên tử là đơn vị của hóa học, tế bào là những khối
dựng lên sự sống. 3 tuyên bố sau hình thành nên thuyết tế
bào:
-tế bào là đơn vị căn bản của sự sống -tất cả mọi sinh vật
đều cấu tạo từ tế bào -tất cả tế bào đều từ tế bào Tế bào
được cấu tạo từ những phân tử nước và những phân tử lớn,
nhỏ mà chúng ta đã học trong 2 chương trước. Mỗi tế bào
chứa ít nhất 10,000 loại phân tử khác nhau, hầu hết chúng
tồn tại ở nhiều bản sao. Tế bào dùng những phân tử này để
vận chuyển vật chất và năng lượng, để đáp ứng với môi
trường, và để sao chép chính chúng.
Thuyết tế bào có 3 ý quan trọng:
1. Nghiên cứu sinh học tế bào cũng giống như nghiên
cứu về sự sống. Nguyên tắc cơ bản là chức năng của tế bào
đơn như vi khuẩn cũng giống như 60 nghìn tỉ tế bào trong
cơ thể bạn.
2. Sự sống luôn tiếp diễn.Tất cả những tế bào trong cơ
thể bạn đều bắt đầu từ 1 tế bào đơn, trứng được thụ tinh, từ
sự giao hợp của 2 tế bào là tinh trùng từ bố và trứng từ mẹ.
3. Nguồn gốc của sự sống trên Trái đất được đánh dấu
bởi nguồn gốc của tế bào đầu tiên.
Vào những năm 1920, nhà khoa học người Nga Alexander
Oparin đã phối trộn 1 lượng lớn protein và polysaccharide
vào dung dịch. Khi ông lắc mạnh hỗn hợp, những bong
bong hình thành. Ông ta có thể làm điều đó với những
polymer khác. Nồng độ các chất cao phân tử bên trong
những bong bóng cao hơn ở môi trường xung quanh. Hơn
nữa, chúng còn xúc tác các phản ứng hóa học, và điều

khiển cái gì rời khỏi và vượt qua đường biên vào môi
trường. Nói cách khác, đó là protobiont (là tập hợp các
phân tử mà không có khả năng sinh sản nhưng môi trường
hóa học bên trong chúng khác với môi trường xung quanh).
Sau đó, những nhà nghiên cứu khác cho thấy nếu trộn lipid
vào môi trường nước, thì chúng sẽ tự sắp xếp thành những
giọt nhỏ được bao quanh bởi lớp đôi. Xảy ra đồng thời với
mô hình hóa học tiền sự sống và giả thuyết RNA được mô
tả trong chương 3, những thí nghiệm này đưa ra giả thuyết
ảo tưởng cho nguồn gốc tế bào.
Kích thước tế bào được giới hạn bởi tỷ lệ bề mặt và thể
tích

Hầu hết tế bào rất nhỏ, thể tích tế bào trong khoảng từ 1-
1000m3. Ngoại trừ trứng 1 vài loài chim rất to lớn, 1 vài tế
bào đặc biệt của vài loài tảo và vi khuẩn đủ lớn để có thể
thấy bằng mắt thường. Và mặc dù những nơron (tế bào thần
kinh) có thể tích nằm trong khoảng của tế bào bình
thường,nhưng mà những phần phát xuất từ chúng có thể dài
hàng mét, mang tín hiệu từ 1 phần đến phần khác trong
động vật lớn. Nhưng nhìn chung, tế bào rất nhỏ. Sự gia
tăng kích thước tế bào là nguyên nhân của sự thay đổi tỉ lệ
giữa diện tích bề mặt và thể tích (S/V)của bất cứ vật thể
nào. Khi tế bào tăng thể tích, diện tích bề mặt của nó cũng
tăng nhưng quy mô của nó không thay đổi.

Tại sao các tế bào luôn nhỏ


Hiện tượng này có ý nghĩa sinh học to lớn vì 2 lý do sau:

- Thể tích tế bào xác định khoảng hoạt động hóa học mà nó
có thể hoạt động trên một đơn vị thời gian. - Diện tích bề
mặt của tế bào xác định lượng chất tế bào lấy từ môi trường
ngoài và lượng sản phẩm thải ra môi trường. vì thế khi một
tế bào tăng trưởng lớn hơn thì tỉ lệ giữa chất thải tạo ra và
nguồn vật chất cần hấp thụ tăng nhanh hơn nhiều so với sự
gia tăng của diện tích bề mặt, do đó điều này giải thích tại
sao những sinh vật lớn thì có nhiều tế bào nhỏ, vì khi thể
tích nhỏ thì diện tích bề mặt trao đổi của chúng lớn, ở
những cơ thể đa bào thì do được cấu tạo nhiều tế bào nhỏ
khác nhau dẫn đến diện tích trao đổi lớn do đó chúng có thể
thực hiện các chức năng cần thiết cho sự sống đặc biệt là
vận chyển thức ăn, oxy, thải bả đi và đến từng tế bào bên
trong cơ thể sinh vật và với môi trường bên ngoài.
Sự cần thiết của kính hiển vi trong quan sát tế bào

Hầu hết các tế bào không thể nhìn thấy bằng mắt thường.
Một vật thể nhỏ nhất mà mắt một người bình thường có thể
nhìn thấy được là khoảng 0.2 mm (200 um). Chúng ta gọi
đó là độ phân giải (resolution), tức giới hạn nhỏ nhất mà
người ta phân biệt được 2 điểm kề sát nhau, không chập lại
thành một. Rất nhiều tế bào có kích thước nhỏ hơn 200 um.
Kính hiển vi là dụng cụ thường được sử dụng để cải thiện
độ phân giải giúp cho việc quan sát được tế bào và các cấu
trúc bên trong của nó. Có 2 lại kính hiển vi cơ bản: kính
hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử. Kính hiển vi
quang học (light microscope – LM) sử dụng thấu kính thủy
tinh và ánh sáng nhìn thấy được để phóng đại vật thể. Nó
có thể phân giải một điểm khoảng 0.2 um gấp 1000 lần độ
phân giải của mắt người. Nó cho phép chúng ta có thể hình

dung được hình dáng, kích cỡ và một số cấu trúc bên trong
tế bào. Các tế bào dưới ánh sáng bình thường sẽ khó phân
biệt các chi tiết cấu trúc nên tế bào thường bị làm chết và
nhuộm với các chất nhuộm màu khác nhau để các cấu trúc
nổi bật lên dễ cho việc quan sát kỹ. Kính hiển vi điện tử
(electron microscope – EM) sử dụng nam châm để tập
trung chùm eletron, giống như kính hiển vi quang học sử
dụng thấu kính thủy tinh để tập trung chùm ánh sáng. Bởi
vì chúng ta không thể nhìn thấy điện tử, kính hiển vi điện
tử sẽ hướng chúng đến một màn huỳnh quang hoặc chụp
ảnh để tạo nên hình ảnh có thể nhìn thấy được. Độ phân
giải một điểm của kính hiển vi điện tử là khoảng 0.5 nm,
gấp 400.000 lần so với mắt người. Độ phân giải này cho
phép phân biệt đến chi tiết các cấu trúc dưới mức tế bào
(subcellular). Ngoài kính hiển vi quang học và kính hiển vi
điện tử, rất nhiều kỹ thuật đã và đang được nghiên cứu,
phát triển nhằm tăng cường khả năng quan sát tế bào hơn
nữa.
Màng sinh chất (plasma membrane) bao quanh tế bào

Như chúng ta đã biết, màng sinh chất phân cách mỗi tế bào
với môi trường của nó (tạo một ngăn riêng (nhưng không bị
cô lập). Màng sinh chất cấu tạo từ lớp đôi phospholipid với
một đầu kị nước có lipid quay vào và các nhóm ưa nước
quay ra ngoài (như hình 3.2). Protein được gắn vào lipid.
Trong nhiều trường hợp, các protein này nhô ra tế bào chất
hoặc vào môi trường ngoại bào. Vấn đề về cấu trúc và chức
năng của màng sinh chất sẽ được tập trung làm rõ chi tiết ở
Chương 5. Ở chương này chỉ tóm tắt vai trò của màng sinh
chất:

+ Màng tế bào cho phép duy trì môi trường không đổi bên
trong tế bào (constant internal environment), một sự tự duy
trì, việc duy trì môi trường không đổi bên trong tế bào là
một đặc tính của sự sống sẽ được thảo luận chi tiết ở
Chương 41.
+ Màng tế bào hoạt động như một hàng rào thấm chọn lọc,
ngăn cản một số cơ chất thấm qua trong khi cho phép một
số cơ chất khác tự do vào và ra khỏi tế bào.
+ Được xem như ranh giới giữa tế bào với môi trường bên
ngoài. Màng sinh chất quan trọng trong việc trao đổi với
các tế bào lân cận và nhận các tín hiệu ngoại bào. Chúng ta
sẽ mô tả chức năng này trong Chương 15.
+ Màng sinh chất thường mang các phân tử thò ra khỏi tế
bào chịu trách nhiệm cho việc nối và bám chặt với các tế
bào lân cận.
Hai kiểu tổ chức tế bào
Tổ chức tế bào tiền nhân (Prokaryotic cell organization).
Vi khuẩn (Bacteria) và cổ vi khuẩn (Archaea) có đặc điểm
thuộc tổ chức này và được gọi là các tế bào Prokaryotae.
Những tế bào này không có cấu trúc màng nhân bên trong.
Tế bào đầu tiên được hình thành rõ ràng là tương tự với cấu
trúc của các tế bào Prokaryotae hiện có này.
Tổ chức tế bào nhân thật (Eukaryotic cell organization).
Nhóm này bao gồm sinh vật đơn bào, thực vật, nấm và
động vật. Vật liệu di truyền (DNA) của tế bào Eukaryote
chứa đựng nhân điển hình và có màng nhân bao quanh. Tế
bào Eukaryote còn chứa các ngăn có màng khác mà nơi đó
các phản ứng hóa học đặc biệt diễn ra.
Tế bào nhân sơ Prokaryota

Các sinh vật nhân sơ sống nhờ các nguồn năng lượng
phong phú và khác hơn nhiều so với các sinh vật sống
khác, chúng còn cư trú trong các môi trường khắc nghiệt
như trong các suối nước nóng hay khu vực nước có độ mặn
rất cao. Khả năng thích nghi cao của sinh vật nhân sơ sẽ là
chủ đề của chương 27. Tế bào nhân sơ nhìn chung nhỏ hơn
các tế bào nhân chuẩn, chúng có kích thước khoảng từ
0.25x1.2 µm đến 1.5x4 µm. Mỗi sinh vật nhân chuẩn là các
cơ thể đơn bào nhưng nhiều loại nhân chuẩn hình thành các
chuỗi, các tập đoàn nhỏ hay các tập đoàn lớn tới hàng trăm
cá thể. Trong phần này chúng ta sẽ xem xét đầu tiên các
đặc điểm mà có cả ở vi khuẩn và cổ khuẩn nói chung. Sau
đó chúng ta sẽ nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc chỉ thấy
được ở một số loài nhân chuẩn.

Hình4.5:Tế bào Procaryote_cấu trúc tế bào vi khuẩn
Pseudomonas aeruginosa


Các đặc điểm đặc trưng của tế bào nhân sơ

Tất cả các tế bào nhân chuẩn đều có chung các đặc điểm
cấu trúc cơ bản: - Màng sinh chất kiểm soát quá trình trao
đổi chất giữa bên trong và bên ngoài tế bào, ngăn cách tế
bào với môi trường xung quanh. - Thể nhân chứa vật chất
di truyền (ADN) của tế bào. Phần bên trong của màng sinh
chất được gọi là tế bào chất. Tế bào chất được hình thành
từ hai phần: dịch bào lỏng và các tiểu phần không hòa tan
lơ lửng, có cả các riboxom. - Dịch bào chủ yếu là nước
chứa các ion hòa tan, các phân tử nhỏ và các đại phân tử có

khả năng hòa tan như các protein. - Các Riboxom là các hạt
nhỏ đường kính chừng 25nm là nơi diễn ra sinh tổng hợp
protein. Tế bào chất không phải là môi trường tĩnh, các chất
trong dó liên tục chuyển động trong môi trường có nước.
Ví dụ như một protein đặc trưng chuyển động xung quanh
một tế bào trong vòng 1 phút và nó cũng gặp rất nhiều các
phân tử khác trong hành trình của mình. Mặc dù có cấu trúc
không phức tạp bằng các tế bào nhân chuẩn nhưng tế bào
nhân sơ có chức năng phức tạp, nó thực hiện hàng nghìn
các biến đổi sinh hoá.
Một số tế bào nhân sơ có đặc điểm đặc biệt

Trong quá trình tiến hóa một vài sinh vật nhân sơ phát triển
các cấu trúc đặc biệt. Đó là các ưu thế chọn lọc mà chúng
mang đến cho những tế bào chứa chúng. Các cấu trúc này
bao gồm một thành tế bào bảo vệ, một màng trong ngăn tế
bào trong các phản ứng sinh hóa và các tiêm mao giúp tế
bào vận chuyển trong môi trường nước. Các đặc điểm này
được mô tả ở hình 4.5 và 4.6
Thành tế bào
Hầu hết sinh vật nhân sơ có một thành tế bào bao bọc bên
ngoài màng sinh chất. Tính cứng của thành nâng đỡ tế bào
và quyết định hình dạng của tế bào. Thành tế bào của hấu
hết các vi khuẩn (không xét đến cổ khuẩn) chứa
peptidoglycan, một polyme của amin và các loại đường liên
kết đồng hóa trị với một dạng đơn phân khổng lồ bao quanh
tế bào. Ở một số vi khuẩn còn có một lớp màng khác ở bên
ngoài (màng polysaccarit giàu photpholipit) kèm theo với
màng peptidoglycan. Không giống như màng sinh chất,
màng ngoài này không có tính thấm và một vài polysaccarit

của nó chứa chất độc gây bệnh. Cùng với thành tế bào một
số vi khuẩn còn có lớp màng nhầy tạo thành chủ yếu từ
polysaccarit được xem như là cái vỏ của vi khuẩn. Vỏ của
một số loại vi khuẩn có thể bảo vệ chúng khỏi sự tấn công
của tế bào bạch cầu trong cơ thể các động vật mà chúng
xâm nhập. Nhiều nhân sơ không có vỏ hay đã mất vỏ
nhưng chúng vẫn tồn tại được, như vậy cái vỏ không phải
là thiết yếu đối với đời sống nhân sơ. Trong chương này
bạn sẽ gặp tế bào nhân chuẩn ở thực vật cũng có thành
nhưng thành này khác với thành tế bào nhân sơ cả về cấu
trúc và chức năng.
Hệ màng trong
Một số nhóm của vi khuẩn – Vi khuẩn lam và các nhóm
khác – có khả năng quang hợp. Trong các vi khuẩn quang
hợp, lớp màng plasma cuộn gấp trong tế bào chất và tạo
nên hệ màng trong đó có chứa chlorophyl của vi khuẩn và
các hợp chất khác cần thiết cho quang hợp. Quá trình quang
hợp ở vi khuẩn, thường do các màng trong tế bào, là một
bằng chứng quan trọng trong tiến hoá của sự sống trên trái
đất. Một số loại sinh vật tiền nhân có màng trong gấp nếp
vẫn đính vào màng plasma. Các mesosome tạo nên cấu trúc
trong phân chia tế bào hoặc trong các phản ứng chuyển hóa
năng lượng. Roi và pili
Một số prokaryotes bơi bằng cách sử dụng phần phụ được
gọi là roi (flagella) (hình 4.6 a, c). Một cái roi được cấu tạo
bằng một loại protein gọi là flagellin, lúc đó nhìn nó giống
như là xoắn lại rất nhỏ. Nó quay tròn quanh trục của nó như
là cái chân vịt tàu thủy, đưa tế bào tiến lên. Roi như một cái
mỏ neo gắn vào màng plasma và trong một số vi khuẩn,
cho đến tận vách tế bào. Chúng ta biết rằng cái roi làm tế

bào di động bởi nếu bỏ nó đi, thì tế bào không thể chuyển
động. Pili là một cấu trúc lồi ra bề mặt của một số nhóm vi
khuẩn (hình 4.6b). Ngắn hơn roi, nó dài và mảnh giúp vi
khuẩn bám vào một vật khác như một lớp đệm, như là tế
bào động vật để bảo vệ và ăn.
Bộ khung của tế bào
Các bằng chứng gần đây chứng tỏ rằng một số loại sinh vật
tiền nhân, đặc biệt là vi khuẩn hình que, có một cấu trúc
dạng sợi xoắn nằm phía trong màng plasma. Các protein
tạo nên cấu trúc này được cấu tạo bởi các trình tự amino
axit tương tự như sợi actin ở tế bào nhân thật, và từ lúc đó
actin là một thành phần của bộ khung của các tế bào này
(xem bên dưới), điều đó chứng tỏ rằng các sợi xoắn của tế
bào tiền nhân đóng vai trò tạo nên hình dạng của tế bào. Tế
bào của sinh vật có nhân chuẩn

Tế bào động vật, thực vật, nấm và protists thường lón hơn
và cấu trúc phức tạp hơn tế bào procaryotes. Xem hình 4.5
và 4.7 để thấy rõ sự khác nhau giữa tế bào của sinh vật có
nhân chuẩn và tế bào của sinh vật chưa có nhân điển hình

Tế bào eucaryote thường lớn gấp 10 lần tế bào procaryote,
ví dụ, tế bào hình cầu nấm kích thước 8 µm. Tương tự tế
bào procaryote, tế bào eucaryote bao gồm tế bào chất
(cytoplasm), màng sinh chất(plasma membrane) và
ribosome. Ngoài các thành phần cơ bản trên,trong tế bào
chất của eucaryote còn có các khoang mà thành phần trong
các khoang này được ngăn cách với tế bào chất bằng một
màng.

Hình4.7 :Tế bào Eucaryote


Sự ngăn cách các khoang trong tế bào Eucaryote: chìa
khoá chức năng tế bào Eucaryote

Một vài khoang trong tế bào eucaryote có chức năng tương
tự như một nhà máy sản xuất các sản phẩm đặc biệt, một số
khác thì như nhà máy năng lượng, ví dụ như thực vật chúng
sử dụng năng lượng ở một dạng khác (năng lượng ánh
sáng) rồi chuyển chúng sang dạng năng lượng hữu dụng
hơn (hóa năng). Những khoang có màng (dùng để phân biệt
với các khoang không màng như ribosome) đều được gọi là
các bào quan (organelles). Mỗi bào quan này đều có vai trò
đặc biệt trong tế bào và vai trò này phụ thuộc vào các các
phản ứng hóa học xảy ra do chúng đảm nhiệm.
Nhân (nucleus) chứa vật chất di truyền (DNA), sự nhân đôi
chất liệu di truyền và bước đầu tiên trong quá trình giải mã
thông tin di truyền diễn ra ở thể nhân .
Ty thể (mitochonrion) là nơi năng lượng tổng hợp dự trữ
dưới dạng các liên kết carbon được biến đổi sang dạng sử
dụng của tế bào (ATP) và không thể thiếu trong phản ứng
trao đổi sinh hoá acid amin và acid béo.
Màng nội chất và bộ máy golgi (the endoplasmic reticulum
and Golgi apparatus) là thành phần nơi protein được đóng
gói và chuyển đến các phần tuơng ứng trong tế bào.
Tiêu thể và không bào (lysosomes and vacuoles) là hệ
thống tiêu hóa các đại phân tử thành những đơn phân tử.
Lục lạp (choroplast) nơi diễn ra quá trình quang hợp
(photosynthesis)

Các màng bao quanh các bào quan có hai chức năng chính :
Thứ nhất , giữ các phân tử trong bào quan cách xa các phân
tử trong tế bào tránh cho chúng xảy ra các phản ứng không
thích hợp.
Thứ hai các màng này hoạt động như yếu tố kiểm soát, cho
các nguyên liệu chính vào trong bào quan và thải những
sản phẩm cảu chúng ra tế bào chất.
Các bào quan có thể được nghiên cứu bởi kính hiển vi
hoặc phân lập trong phân tích hóa học

Những bào quan lần đầu tiên được phát hiện bởi kính hiển
vi quang học và kính hiển vi điện tử. Tác dụng của chất
nhuộm màu lên các đại phân tử cụ thể đã cho phép các nhà
sinh học tế bào có thể định tính được cấu tạo hóa học của
các bào quan. Bên cạnh kính hiển vi, một phương pháp
khác cũng được sử dụng. Đó là sự phân đoạn tế bào.
Phương pháp này bắt đầu bằng cách phá hủy màng tế bào,
điều này cho phép các thành phần của tế bào chất có thể
đựng trong một ống thí nghiệm. Những bào quan khác nhau
có thể được phân lập sau đó dựa trên sự khác biệt về kích
thước hay tỉ trọng.Sự phân tích hóa sinh có thể tiến hành
trên các bào quan riêng biệt. Kính hiển vi và sự phân đoạn
tế bào đã bổ sung lẫn nhau, mở ra một bức tranh hoàn
chỉnh về cấu trúc và chức năng của từng bào quan.
Những bào quan xử lý thông tin

Các sinh vật sống được là nhờ vào sự xử lý các thông tin-
bên trong cơ thể, tín hiệu ngoài môi trường và lưu trữ các
tín hiệu- để đáp ứng với việc thay đổi các điều kiện bên
ngoài và giữ ổn định môi trường bên trong tế bào. Trong tế

bào thông tin được lưu trữ trong trình tự DNA. Hầu hết
DNA ở tế bào eukaryote gói gọn trong nhân. Thông tin
được dịch mã từ DNA sang protein tại robosome. Quá trình
này được trình bày kỹ lưỡng ở chương 12.
Nhân tế bào chứa hầu hết DNA của tế bào

Nhân tế bào là loại bào quan lớn nhất trong tế bào . Nhân
của hầu hết tế bào động vật khoảng 5µm gần như là lớn hơn
rất nhiều so với toàn bộ tế bào prokaryote.

Nhân tế bào


Nhân có 1 số vai trò trong tế bào như
-Là nơi diễn ra quá trình nhân đôi DNA
-Nhân là nơi chứa thông tin di truyền điều khiển mọi hoạt
động sống của tế bào
-Có một vùng được gọi là nhân con là nơi bắt đầu tổng hợp
ribosome từ protein đặc hiệu và RNA
Nhân được bao bọc bởi hai màng, kết hợp với nhau để
thành màng nhân. Giữa hai màng nhân có một khỏang
trống khoảng 10-20 nm, trên màng nhân có các lỗ màng
nhân có diện tích khoả 9nm, lỗ màng nhân này có nhiệm vụ
làm cầu nối giữa bên trong nhân và tế bào chất.
Tại những lỗ này màng ngoài của màng nhân dính trực tiếp
với màng trong. Mỗi lỗ được bao bọc bởi một giếng có cấu
tạo từ tám protein xếp thành những hạt nhỏ trong một hình
bát giác nơi mà màng trong và màng ngoài kết hợp với
nhau. RNA và protein đi qua những lỗ này để vào hoặc ra
khỏi nhân

Tại những vị trí nhất định, màng ngoài của màng nhân đính
vào tế bào chất và tiếp tục dính với các màng của bào quan
khác,như màng của lưới nội chất(sẽ được nói đến ở phần
sau)
Trong nhân, DNA kết hợp với protein để hình thành các sợi
có cấu tạo phức tạp gọi là chromatin. Chromatin có cấp tạo
rất dài, mỏng, như những sợi chỉ rối. Trước khi thực hiện
phân bào, chromatin kết hợp lại thành những sợi riêng lẽ có
thể thấy được cấu trúc gọi là chromosome
Bao quanh các sợi chromatin là nước và các chất hoà tan
khác thường được gọi là dịch nhân. Trong dịch nhân có
một hệ thống protein cấu trúc được gọi là nuclear matrix
xắp xếp các chromatin. Tại vùng ngoại vi của nhân,
chromatin kết hợp với một mạng lưới protein gọi là nuclear
lamina, được tạo thành bởi sự polymer hoá của protein gọi
là lamins. Nuclear lamina tạo nên hình dạng của nhân nhờ
chúng gắn cả với chromatin và màng nhân
Trong hầu hết đời sống của tế bào, màng nhân có cấu trúc
ổn định. Khi tế bào phân chia, màng nhân chia ra thành
nhiều đoạn nhỏ tại các lỗ. Màng nhân hình thành lại cấu
trúc cũ khi quá trình nhân đôi DNA kết thúc
Ribosome là nơi tổng hợp protein

Trong tế bào procaryote, các ribosome di chuyển tự do
trong tế bào chất. Trong tế bào eukaryote thì chúng có thể
tìm thấy tại 2 nơi: trong nguyên sinh chất nơi ribosome có
thể tự do hoặc gắn lên mạng nội chất tạo thành mạng nội
chất nhám (trình bày ở đoạn sau); và trong ty thể và lục thể,
nơi năng lượng được sản sinh. Trong mỗi nơi, ribosome là
nơi mà protein được tổng hợp từ dưới sự điều khiển trực

tiếp từ các nucleic acid. Mặc dù có vẻ như chúng quá nhỏ
bé khi so sánh với tế bào, nhưng ribosome là một cỗ máy
máy khổng lồ tạo nên một lượng lớn các phân tử.
Ribosome của eukaryote và prokaryote gần giống nhau,
chúng đều được cấu thành từ hai đơn vị có kích thước khác
nhau. Ribosome của eukaryote có vẻ lớn hơn, nhưng cấu
trúc ribosome của prokaryotic được nghiên cứu rõ hơn.
Theo cấu tạo hoá học ribosome bao gồm ribosomal RNA
(rRNA) một loại RNA đặc và hơn 50 loại protein khác
nhau được liên kết với nhau nhờ các liên kết không phải
liên kết cộng hóa trị.
Hệ thống nội màng

Hệ thống nội màng chiếm phần lớn thể tích trong tế bào
eukaryote. Hệ thống này gồm hai phần chính là : mạng lưới
nội chất và thể Golgi. Sự gắn liền giữa màng nhân và hệ
thống nội màng có thể quan sát dưới kính hiển vi điện tử.
Hệ thống này gồm nhiều cấu trúc khác nhau nhưng tất cả
chúng đều được bọc trong màng.

Hệ thống nội màng


Mạng lưới nội chất là một nhà máy phức tạp

Hình ảnh kính hiển vi cho thấy một mạng lưới nối liền giữa
các màng bên trong tế bào chất của tế bào Eucaryotic tạo
thành những ống và túi. Tập hợp những màng mày được
gọi là mạng lưới nội chất (endoplasmic reticulum hay ER).
Phần giữa của ER được gọi là khoang (lumen). ER có thể

chiếm gần 10 phần trăm thể tích tế bào và diện tích bề mặt
của nó có thể gấp nhiều lần so với diện tích bề mặt màng tế
bào.
Phần ngoài của mạng lưới nội chất được gắn với ribosome
đưọc gọi là màng nội chất nhám (rough endoplasmic
reticulum hay RER) có thể nhìn thấy bằng kính hiển vi điện
tử . RER có hai vai trò :
- Tương tự như một khoang, đây là nơi protein được tổng
hợp, các protein mới này sẽ được vận chuyển từ nguyên
sinh chất đến các vị trí khác của tế bào.
- Bên trong mạng nội chất nhám, protein được biến đổi hóa
học dẫn đến sự thay đổi chức năng và quyết định vị trí đến
của protein.
Protein được tổng hợp tại các vị trí gắn ribosome,và chức
năng của protein cũng biểu hiện ở cytosol, nghĩa là protein
có thể thoát ra ngoài tế bào, gia nhập vào màng tế bào hoặc
là di chuyển đến các bào quan trong hệ thống nội màng.
Các protein tiếp tục vào các khoang(lumen) của mạng nội
chất. tại đây, chúng sẽ bị nhiều biến đổi, như tạo ra các cầu
nối disulfide và tạo nên cấu trúc bậc 3 protein ( hình 3.4)
Trong màng nội chât nhám, protein được gắn thêm các
nhóm carbohydrate sẽ tạo thành glycoprotein. Trong trường
hợp các protein được chuyển trực tiếp đến lysosome thì
nhóm carbohydrate là hệ thống chỉ đường có nhiệm vụ đưa
protein đến đúng nơi nhận tế bào.
Màng nội chất trơn ( SER –smooth endoplasmic reticulum)
là những ống và túi mà không có sự gắn các ribosome (
hình 4.11). Protein đuợc tổng hợp trong mạng nội chất sần
sẽ được tiếp tục biến đổi hóa học trong các khoang của
màng nôi chất trơn. Mạng nội chất trơn có 3 vai trò chính :

- Chịu trách nhiệm trong sửa chữa các phân tử nhỏ trong tế
bào. Điều này có ý nghĩa trong dược phẩm và chất diệt cây
có hại.
- Là nơi ly giải glycogen trong tế bào động vật.
- Là nơi tổng hợp lypid và steroids.
Những tế bào cần sản xuất nhiều protein thì có mạng nội
chất lớn hơn so với các tế bào cần ít. Tế bào gan sản xuất
các enzyme phân hủy cung cấp cho cơ thể do đó chúng sản
xuất nhiều protein hơn vì vậy chúng có mạng nội chất láng
nhiều hơn.

Màng nội chất



Bộ máy Golgi : dự trữ, sửa đổi, và đóng gói protein

Bộ máy Golgi (do Camillo Golgi khám phá) thay đổi từ
loài này sang loài khác, nhưng nó bao gồm các túi màng
gọi là Cisternae và các bóng màng (vescile). Cisternae
được đặt xếp chồng lên nhau. Toàn bộ bộ mày dài khoảng 1
um. Bộ máy Golgi có nhiều vai trò :
- Nhận protein từ màng nội chất và sửa đổi chúng.
- Tập trung , đóng gói và phân loại protein trước khi xuất
chúng đến các nội tế bào và ngoại tế bào.
- Cung cấp polyscharride cho việc tổng hợp màng tế bào
thực vật.

Bộ máy Golgi

Trong tế bào thực vật, ptotist, nấm và nhiều tế bào động vật
không xương sống khác, các nhóm cisternae là các đơn vị
riêng lẻ phân tán trong tế bào chất. Ở tế bào động vật có
xương, một vài nhóm cisternae thường tạo thành một bộ
máy golgi lớn và phức tạp hơn.
Dựa trên chức năng ta có thể chia bộ máy Golgi thành 3
phần : phần trên, phần giữa và phần dưới. Phần trên
cisterna, bao gồm vùng cis của bộ máy Golgi, nằm gần nhất
nhân nhất. Phần trên cistnae , bao gồm cùng trans, nằm gần
bề mặt tế bào nhất. Phần giữa cuả cisternae nằm ở phần
trung tâm của phức hệ. Ba phần của thể Golgi chứa nhiều
enzyme khác nhau và thể hiện nhiều chức năng khác nhau.
Bộ máy golgi nhận protein từ mạng nội chất, đóng gói và
vận chuyển chúng đi nơi khác. Ta biết rằng không có sự kết
nối liên tục giữa mạng nội chất với bộ máy golgi cũng như
từ bộ máy golgi với các bào quan khác. Vậy câu hỏi được
đặt ra ở đây là protein sẽ được nhận từ bào quan này đến
bào quan khác bằng cách nào? Protein có thể dễ dàng rời
mạng nội chất, qua tế bào chất và vào bộ máy golgi. Thế
nhưng trên đường đi, các protein có thể kết hợp với các
phân tử khác hiện diện trong tế bào chất hoặc bị phân cắt
nếu chúng không được bảo vệ. Sự xuất hiện của bóng màng
(vesicle)có chức năng bảo vệ protein trong màng của chúng
khi vận chuyển protein từ mạng nội chất sang bộ máy
golgi. Khi tới bộ máy golgi thì các vesicle sẽ hòa với màng
của bộ máy golgi tại vị trí cis và đưa các chất có trong
chúng vào các khoang (lumen) của golgi. Và tại vị trí trans
các bóng màng sẽ được tạo ra và vận chuyển các chất chứa
trong nó đi khỏi bộ máy golgi tới các nơi khác.

Tiêu thể

Tiêu thể có nguồn gốc từ một bộ phận của hệ Golgi. Tiêu
thể chứa các enzyme phân huỷ và là nơi các đại phân tử
như protein, polysaccarrides, acid nucleic, và acid béo bị
thủy phân tạo thành các đơn phân (monomer). Tiêu thể có
đường kính 1 um và bao quanh bởi màng đơn. Có nhiều
tiểu thể trong tế bào tùy thuộc vào nhu cầu của của tế bào.

Tiêu thể