Hệ thống màng và Bào quan
Hệ thống màng và bào quan là các khoang có màng bao bọc, phân chia tế bào nhân thực thành các môi trường hóa học chuyên biệt. Bằng cách bao bọc các tập hợp enzyme riêng biệt và điều kiện ion bên trong các lớp kép lipid có tính thấm chọn lọc, các bào quan như lưới nội chất, bộ Golgi, ty thể, lysosome và peroxisome cho phép các quá trình sinh hóa không tương thích diễn ra đồng thời trong một tế bào.
Definition
Bào quan là các cấu trúc dưới tế bào riêng biệt, hầu hết được bao bọc bởi một hoặc hai màng kép lipid, có chức năng phân vùng các chức năng trao đổi chất và tổng hợp cụ thể trong tế bào nhân thực.
Scope
Lĩnh vực này định hướng người học về các bào quan có màng bao bọc chính của tế bào nhân thực và sự vận chuyển nội màng kết nối chúng. Nó nhóm các mục chủ đề về lưới nội chất, bộ Golgi và sự vận chuyển, ty thể, hệ thống phân hủy lysosome và endosome, cũng như peroxisome và trung thể. Nó xem xét các cấu trúc này như các đơn vị cấu trúc và chức năng của sinh học tế bào và mô học, không phải là các tình trạng lâm sàng.
Sub-topics
Core questions
- Sự phân vùng màng cho phép một tế bào duy nhất thực hiện đồng thời các phản ứng hóa học không tương thích như thế nào?
- Vật chất được di chuyển có chọn lọc giữa các bào quan bằng các con đường túi và tiếp xúc màng như thế nào?
- Điều gì phân biệt các bào quan nội màng đơn màng với ty thể hai màng?
- Các bào quan được xây dựng, duy trì và di truyền trong quá trình phân chia tế bào như thế nào?
Key concepts
- Lớp kép lipid và tính thấm chọn lọc
- Sự phân vùng trao đổi chất
- Hệ thống nội màng
- Vận chuyển túi và lưu thông màng
- Bào quan đơn màng so với bào quan hai màng
- Sinh tổng hợp và di truyền bào quan
- Các điểm tiếp xúc màng
Mechanisms
Mỗi bào quan được giới hạn bởi một hoặc nhiều lớp kép lipid mà thành phần và các protein nhúng trong đó xác định bản chất của nó và những gì có thể đi qua nó. Hệ thống nội màng — lưới nội chất, bộ Golgi, endosome và lysosome — được kết nối bởi một dòng chảy liên tục của màng được vận chuyển trong các túi vận chuyển nảy chồi và hợp nhất, sao cho lipid và protein di chuyển có định hướng giữa các khoang trong khi mỗi khoang vẫn giữ được môi trường đặc trưng của nó. Ty thể được bao bọc bởi hai màng và, cùng với peroxisome, có tính tự chủ một phần trong quá trình sinh tổng hợp của chúng. Thành phần lipid khác nhau của màng bào quan là nền tảng cho các hành vi riêng biệt của chúng và sự phân loại hàng hóa thông qua các con đường tiết và phân hủy.
Clinical relevance
Cấu trúc và chức năng của bào quan là nền tảng của phần lớn sinh lý học tế bào, và nhiều bệnh di truyền và mắc phải được hiểu là rối loạn chức năng bào quan — ví dụ như rối loạn lưu trữ lysosome, bệnh ty thể và rối loạn sinh tổng hợp peroxisome. Lĩnh vực này mô tả sinh học tế bào bình thường mà các tình trạng này làm xáo trộn; đây là tài liệu tham khảo để hiểu các cơ chế và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị.
History
Nghiên cứu có hệ thống về các bào quan đã theo sau sự ra đời của phân đoạn tế bào và kính hiển vi điện tử vào giữa thế kỷ XX. Albert Claude, Christian de Duve và George Palade, những người đã chia sẻ giải Nobel năm 1974, đã thiết lập phân đoạn dưới tế bào và hình ảnh siêu cấu trúc như những công cụ đã tiết lộ các khoang có màng bao bọc và chức năng của chúng, bao gồm cả việc de Duve phát hiện ra lysosome và peroxisome.
Key figures
- Christian de Duve
- George Palade
- Albert Claude
- James Rothman
- Günther Blobel
Related topics
Seminal works
- rothman1994
- vanmeer2008
Frequently asked questions
- Sự khác biệt giữa bào quan đơn màng và bào quan hai màng là gì?
- Hầu hết các bào quan nội màng (lưới nội chất, Golgi, lysosome, peroxisome) được bao bọc bởi một lớp kép, trong khi ty thể được bao bọc bởi hai màng, phản ánh nguồn gốc và quá trình sinh tổng hợp riêng biệt của chúng.
- Tại sao tế bào cần bào quan?
- Sự phân vùng cho phép một tế bào duy nhất thực hiện đồng thời các phản ứng hóa học không tương thích bằng cách giới hạn các enzyme và điều kiện cụ thể bên trong các màng có tính thấm chọn lọc.