CÁC BÀO QUAN TRONG TẾ BÀO ĐỘNG VẬT VÀ THỰC VẬT: ĐẶC ĐIỂM, CHỨC NĂNG - SINH HỌC - 2025

Các bào quan của tế bào là cấu trúc tạo nên tế bào - như một "cơ thể nhỏ" - chúng thực hiện các chức năng trao đổi chất, tổng hợp, cấu trúc sản xuất và tiêu thụ năng lượng.

Những cấu trúc này được chứa trong tế bào chất của tế bào và nói chung, tất cả các tế bào nhân thực đều được cấu tạo bởi một bộ cơ bản gồm các bào quan nội bào. Chúng có thể được phân biệt giữa màng (chúng có màng sinh chất) và không màng (chúng không có màng sinh chất).

Nguồn: pixabay.com

Mỗi bào quan có một bộ protein duy nhất thường được tìm thấy trên màng hoặc bên trong bào quan.

Có những bào quan chịu trách nhiệm phân phối và vận chuyển protein (lysosome), những bào quan khác thực hiện chức năng trao đổi chất và năng lượng sinh học (lục lạp, ty thể và peroxisome), cấu trúc và chuyển động của tế bào (sợi và vi ống), và có những bào quan là một phần của bề mặt tế bào (màng sinh chất và thành tế bào).

Tế bào nhân sơ thiếu bào quan có màng, trong khi ở tế bào nhân thực chúng ta có thể tìm thấy cả hai loại bào quan này. Các cấu trúc này cũng có thể được phân loại theo chức năng của chúng trong tế bào.

Các bào quan: có màng và không có màng

Các bào quan có màng

Các bào quan này có màng sinh chất cho phép ngăn cách môi trường bên trong với tế bào chất. Màng có dạng lỗ nước và hình ống, có thể xếp nếp như trong lưới nội chất trơn hoặc gấp nếp thành bào quan như trong ti thể.

Tổ chức này của màng sinh chất trong các bào quan cho phép chúng tăng diện tích bề mặt và cũng hình thành các tiểu ngăn nội bào, nơi lưu trữ hoặc tiết ra các chất khác nhau như protein.

Trong số các bào quan có màng chúng ta tìm thấy:

- Màng tế bào, ngăn cách giữa tế bào và các bào quan khác của tế bào.

- Lưới nội chất nguyên sinh (RER), nơi diễn ra quá trình tổng hợp protein và biến đổi protein mới được tổng hợp.

- Lưới nội chất trơn (REL), nơi tổng hợp lipid và steroid.

-Bộ máy golgi, biến đổi và đóng gói protein và lipid để vận chuyển.

-Endomes, tham gia vào quá trình nội bào và cũng phân loại và chuyển hướng protein đến các điểm đến cuối cùng của chúng.

-Lysosome, chứa các men tiêu hóa và tham gia vào quá trình thực bào.

-Vận chuyển túi, dịch chất và tham gia vào quá trình nội bào và xuất bào.

-Mitochondria và lục lạp, sản xuất ATP cung cấp năng lượng cho tế bào.

-Peroxisomes, tham gia vào quá trình sản xuất và phân hủy H ₂ O ₂ và các axit béo.

Các bào quan không có màng

Các bào quan này không có màng sinh chất định nghĩa chúng và trong đó các protein độc quyền thường tự lắp ráp thành các polyme là một phần của các yếu tố cấu trúc của tế bào xương.

Trong số các bào quan tế bào chất không có màng, chúng tôi tìm thấy:

- Các vi ống, cấu tạo nên bộ xương tế bào cùng với các vi sợi actin và các sợi trung gian.

-Filaments, là một phần của bộ xương tế bào và được phân loại thành vi sợi và sợi trung gian.

-Centrioli, cấu trúc hình trụ mà từ đó hình thành cơ sở của lông mao.

-Ribosome, tham gia vào quá trình tổng hợp protein và được cấu tạo bởi RNA ribosome (rRNA).

Các bào quan trong tế bào động vật

Tế bào động vật (Nguồn: Animal_cell_osystem_en.svg: Tác phẩm phái sinh LadyofHats (Mariana Ruiz): Mel 23 talk qua Wikimedia Commons)

Động vật thực hiện các hoạt động bảo vệ, kiếm ăn, tiêu hóa, di chuyển, sinh sản và thậm chí chết hàng ngày. Nhiều hoạt động này cũng được thực hiện bên trong các tế bào tạo nên các sinh vật này, và được thực hiện bởi các bào quan cấu tạo nên tế bào.

Nói chung, tất cả các tế bào trong một sinh vật đều có tổ chức giống nhau và sử dụng các cơ chế tương tự để thực hiện mọi hoạt động của chúng. Tuy nhiên, một số tế bào có thể chuyên môn hóa rất nhiều trong một hoặc nhiều chức năng đến nỗi chúng khác với những tế bào khác bằng cách có số lượng hoặc kích thước lớn hơn các cấu trúc hoặc vùng tế bào nhất định.

Hai vùng hoặc ngăn chính có thể được phân biệt trong tế bào: nhân, là bào quan nổi bật nhất của tế bào nhân thực, và tế bào chất chứa các bào quan khác và một số thể vùi trong chất nền tế bào chất (chẳng hạn như chất tan và phân tử hữu cơ).

Cốt lõi

Nhân là bào quan lớn nhất trong tế bào và thể hiện đặc điểm nổi bật nhất của tế bào nhân thực, là điểm phân biệt chúng với tế bào nhân sơ. Nó được phân định rõ ràng bởi hai màng nhân hoặc màng bao có lỗ rỗng. Trong nhân là DNA ở dạng chất nhiễm sắc (đặc và lỏng lẻo) và nucleolus.

Màng nhân cho phép tách biệt phần bên trong nhân của tế bào chất, ngoài việc đóng vai trò là cấu trúc và hỗ trợ của bào quan nói trên. Lớp bao này được tạo thành từ một lớp màng bên ngoài và bên trong. Chức năng của vỏ nhân là ngăn cản sự di chuyển của các phân tử giữa phần bên trong nhân và tế bào chất.

Các phức hợp lỗ trong màng nhân cho phép các protein và RNA di chuyển có chọn lọc, giữ cho thành phần bên trong của nhân ổn định và cũng hoàn thành các vai trò quan trọng trong việc điều hòa biểu hiện gen.

Bộ gen tế bào được chứa trong các bào quan này, đó là lý do tại sao nó đóng vai trò như một kho lưu trữ thông tin di truyền của tế bào. Quá trình phiên mã và xử lý ARN và sao chép ADN diễn ra trong nhân, và chỉ dịch mã xảy ra bên ngoài cơ quan này.

Màng plasma

Màng nhựa

Màng sinh chất hay màng tế bào là một cấu trúc bao gồm hai lớp lipid lưỡng tính, với một phần kỵ nước và ưa nước (lipid kép) và một số protein (màng tích phân và ngoại vi). Cấu trúc này năng động và tham gia vào các quá trình sinh lý và sinh hóa khác nhau trong tế bào.

Màng sinh chất có nhiệm vụ giữ cho phần bên trong tế bào được cách ly với môi trường xung quanh. Nó kiểm soát sự di chuyển của tất cả các chất và phân tử đi vào và rời khỏi tế bào thông qua các cơ chế khác nhau như khuếch tán đơn giản (có lợi cho gradient nồng độ) và vận chuyển tích cực, nơi cần có các protein vận chuyển.

Lưới nội tiết thô

Lưới nội chất được tạo thành từ một mạng lưới các ống và túi (xitôzin) được bao bọc bởi một màng kéo dài từ nhân (màng nhân ngoài). Nó cũng là một trong những bào quan lớn nhất trong tế bào.

Lưới nội chất thô (RER) có một số lượng lớn ribosome trên bề mặt ngoài của nó và cũng chứa các túi kéo dài đến bộ máy Golgi. Nó là một phần của hệ thống tổng hợp protein của tế bào. Các protein được tổng hợp đi vào bể RER, nơi chúng được biến đổi, tích lũy và vận chuyển.

Tế bào tiết và tế bào có một lượng lớn màng sinh chất, chẳng hạn như tế bào thần kinh, có lưới nội chất thô phát triển tốt. Các ribosome tạo nên RER chịu trách nhiệm tổng hợp các protein chế tiết và protein tạo nên các cấu trúc tế bào khác như lysosome, bộ máy Golgi và màng.

Lưới nội chất trơn

Lưới nội chất trơn (REL) tham gia vào quá trình tổng hợp lipid và thiếu các ribosome liên kết với màng. Nó được tạo thành từ các ống ngắn có xu hướng có cấu trúc hình ống. Nó có thể tách biệt với RER hoặc là một phần mở rộng của nó.

Các tế bào liên quan đến tổng hợp lipid và bài tiết steroid có REL rất phát triển. Cơ quan này cũng tham gia vào quá trình giải độc và liên hợp các chất độc hại, rất phát triển trong tế bào gan.

Chúng có các enzym biến đổi các hợp chất kỵ nước như thuốc trừ sâu và chất gây ung thư, biến chúng thành các sản phẩm hòa tan trong nước dễ bị phân hủy.

bộ máy Golgi

Trong bộ máy Golgi, các protein được tổng hợp và biến đổi trong lưới nội chất được tiếp nhận. Trong bào quan này, các protein này có thể trải qua các biến đổi khác để cuối cùng được vận chuyển đến lysosome, màng sinh chất hoặc được vận chuyển để bài tiết. Glycoprotein và sphingomyelin được tổng hợp trong bộ máy Golgi.

Bào quan này được tạo thành từ một số loài túi được bao quanh bởi một màng gọi là bể chứa, và chúng có các túi liên kết. Những tế bào tiết ra protein bằng cách xuất bào và những tế bào tổng hợp màng và protein liên kết với màng có bộ máy Golgi hoạt động mạnh.

Cấu trúc và chức năng của bộ máy Golgi thể hiện tính phân cực. Phần gần RER nhất được gọi là mạng cis-Golgi (CGN) và có hình dạng lồi. Protein từ lưới nội chất đi vào vùng này để được vận chuyển bên trong bào quan.

Ngăn xếp Golgi tạo nên vùng giữa của bào quan và là nơi diễn ra các hoạt động trao đổi chất của cấu trúc đó. Vùng trưởng thành của phức hợp Golgi được gọi là mạng trans-Golgi (TGN), nó có hình dạng lõm và là điểm tổ chức và phân bố của các protein hướng tới các điểm đến cuối cùng của chúng.

Lysosome

Một phần của tế bào, bao gồm cả lysosome

Lysosome là bào quan chứa các enzym có khả năng phân giải protein, axit nucleic, carbohydrate và lipid. Về cơ bản chúng là hệ thống tiêu hóa của tế bào, phân hủy các polyme sinh học được bắt giữ từ bên ngoài tế bào và các sản phẩm của chính tế bào (autophagy).

Mặc dù chúng có thể có hình dạng và kích thước khác nhau, tùy thuộc vào sản phẩm được bắt để tiêu hóa, nhưng các bào quan này nói chung là không bào hình cầu dày đặc.

Các hạt bị bắt giữ bởi quá trình endocytosis được vận chuyển đến các ống nội bào, sau đó chúng trưởng thành thành các lysosome nhờ sự kết hợp của các acid hydrolase từ bộ máy Golgi. Các hydrolase này chịu trách nhiệm phân hủy protein, axit nucleic, polysaccharid và lipid.

Peroxisomes

Biểu diễn đồ họa của peroxisome.
Nguồn: Rock 'n Roll

Peroxisome là các bào quan nhỏ (vi thể) có màng sinh chất đơn giản, chứa các enzym oxy hóa (peroxidase). Phản ứng oxy hóa được thực hiện bởi các enzym này tạo ra hydrogen peroxide (H ₂ O ₂ ).

Trong các bào quan này, catalase chịu trách nhiệm điều hòa và tiêu hóa H ₂ O _{2 bằng cách} kiểm soát nồng độ tế bào của nó. Tế bào gan và thận có lượng peroxisome đáng kể, đây là những trung tâm giải độc chính trong cơ thể.

Số lượng peroxisome chứa trong tế bào được điều chỉnh để đáp ứng với chế độ ăn uống, tiêu thụ một số loại thuốc và phản ứng với các kích thích nội tiết tố khác nhau.

Ti thể

Ti thể. Lấy và chỉnh sửa từ: LadyofHats.

Các tế bào tiêu thụ và tạo ra một lượng năng lượng đáng kể (chẳng hạn như tế bào cơ vân) có lượng ti thể dồi dào. Các bào quan này đóng một vai trò quan trọng trong việc sản xuất năng lượng trao đổi chất trong tế bào.

Chúng chịu trách nhiệm sản xuất năng lượng dưới dạng ATP từ sự phân hủy của carbohydrate và axit béo, thông qua quá trình phosphoryl hóa oxy hóa. Chúng cũng có thể được mô tả như máy phát điện di động có khả năng di chuyển xung quanh tế bào, cung cấp năng lượng cần thiết.

Ti thể có đặc điểm là chứa DNA riêng và có thể mã hóa tRNA, rRNA và một số protein của ty thể. Hầu hết các protein của ty thể được dịch mã trên ribosome và được vận chuyển đến ty thể nhờ tác động của các tín hiệu cụ thể.

Việc lắp ráp ty thể liên quan đến các protein được mã hóa bởi bộ gen của chính chúng, các protein khác được mã hóa trong bộ gen nhân và các protein được nhập từ tế bào. Số lượng các bào quan này tăng lên khi phân chia trong thời gian giữa các pha, mặc dù các phân chia này không đồng bộ với chu kỳ tế bào.

Ribôxôm

Ribôxôm là bào quan nhỏ tham gia tổng hợp prôtêin. Chúng được tạo thành từ hai tiểu đơn vị chồng lên nhau, chứa protein và RNA. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc xây dựng chuỗi polypeptide trong quá trình dịch mã.

Ribôxôm có thể được tìm thấy tự do trong tế bào chất hoặc liên kết với lưới nội chất. Bằng cách tích cực tham gia vào quá trình tổng hợp protein, chúng được liên kết với mRNA trong chuỗi có tới 5 ribosome được gọi là polyribosome. Tế bào chuyên tổng hợp protein có một lượng lớn các bào quan này.

Các bào quan trong tế bào thực vật

Hình thái của tế bào thực vật (Nguồn: Ævar Arnfjörð Bjarmason / gallery qua Wikimedia Commons)

Hầu hết các bào quan được mô tả trước đây (nhân, lưới nội chất, bộ máy Golgi, ribosome, màng sinh chất và peroxisome) được tìm thấy là một phần của tế bào thực vật, nơi chúng thực hiện các chức năng cơ bản giống như trong tế bào động vật.

Các bào quan chính trong tế bào thực vật giúp phân biệt chúng với các sinh vật khác là plastids, không bào và thành tế bào. Các bào quan này được bao bọc bởi một màng tế bào chất.

Thành tế bào

Thành tế bào là một mạng lưới glucoprotein tồn tại trong thực tế tất cả các tế bào thực vật. Nó đóng một vai trò quan trọng trong sự trao đổi tế bào của các chất và phân tử và trong sự lưu thông của nước ở những khoảng cách khác nhau.

Cấu trúc này bao gồm cellulose, hemicelluloses, pectin, lignin, suberin, polyme phenolic, ion, nước, và các protein cấu trúc và enzym khác nhau. Bào quan này bắt nguồn từ quá trình tạo tế bào bởi sự chèn ép của tấm tế bào, là một vách ngăn được hình thành bởi sự hợp nhất của các túi Golgi ở trung tâm của hình nguyên phân.

Các polysaccharid phức tạp của thành tế bào được tổng hợp trong bộ máy Golgi. Thành tế bào, còn được gọi là chất nền ngoại bào (ECM) không chỉ cung cấp độ dẻo dai và hình dạng xác định cho tế bào mà còn tham gia vào các quá trình như tăng trưởng, biệt hóa và hình thành tế bào cũng như phản ứng với các kích thích từ môi trường.

Không bào

Không bào là một trong những bào quan lớn nhất có trong tế bào thực vật. Chúng được bao bọc bởi một lớp màng đơn giản và có hình dạng giống như bao tải, chứa nước và các chất dự trữ như tinh bột và chất béo hoặc các chất thải và muối. Chúng được cấu tạo bởi các enzym thủy phân.

Chúng can thiệp vào các quá trình xuất bào và nội bào. Protein vận chuyển từ bộ máy Golgi đi vào không bào, đảm nhận chức năng của lysosome. Chúng cũng tham gia vào việc duy trì áp suất turgor và cân bằng thẩm thấu.

Plastids

Plastids là bào quan được bao bọc bởi một lớp màng kép. Chúng được phân loại thành lục lạp, amyloplasts, chromoplasts, oleinoplasts, proteinoplasts, proplasts và etioplasts.

Các bào quan này là bán tự trị, vì chúng chứa bộ gen của riêng chúng được gọi là nucleoid trong chất nền hoặc chất nền bào quan, cũng như bộ máy sao chép, phiên mã và dịch mã.

Plastids thực hiện nhiều chức năng khác nhau trong tế bào thực vật, chẳng hạn như tổng hợp các chất và lưu trữ các chất dinh dưỡng và sắc tố.

Các loại plastids

Lục lạp được coi là plastids quan trọng nhất. Chúng là một trong những bào quan lớn nhất trong tế bào và được tìm thấy ở nhiều vùng khác nhau bên trong nó. Chúng có trong lá và mô xanh, có chứa chất diệp lục. Chúng can thiệp vào việc thu năng lượng mặt trời và cố định carbon trong khí quyển trong quá trình quang hợp.

-Amyloplasts được tìm thấy trong các mô dự trữ. Chúng thiếu chất diệp lục và chứa đầy tinh bột, đóng vai trò như một kho chứa các chất này và cũng tham gia vào quá trình nhận biết hấp dẫn ở nắp rễ.

- Các tế bào sắc tố lưu trữ các sắc tố gọi là carotenes, có liên quan đến màu vàng và cam của lá, hoa và quả mùa thu.

-Oleinoplasts lưu trữ dầu trong khi proteinoplasts lưu trữ protein.

-Proplastidia là những plastids nhỏ được tìm thấy trong tế bào mô phân sinh của rễ và thân. Chức năng của chúng không rõ ràng lắm, mặc dù chúng được cho là tiền thân của các plastids khác. Sự biến đổi của các proplastids gắn liền với sự tái biệt hóa của một số plastids trưởng thành.

-Các nguyên bào có trong các lá mầm của cây trồng trong bóng tối. Khi tiếp xúc với ánh sáng chúng nhanh chóng biệt hóa thành lục lạp.

Người giới thiệu

1. Alberts, B. & Bray, D. (2006). Giới thiệu về sinh học tế bào. Panamerican Medical Ed.
2. Briar, C., Gabriel, C., Lasserson, D., & Sharrack, B. (2004). Các yếu tố cần thiết trong hệ thần kinh. Elsevier,
3. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Tế bào. (trang 397-402). Marban.
4. Flores, RC (2004). Sinh học 1. Biên tập Progreso.
5. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Sinh học tế bào và phân tử. Mexico. Biên tập Pearson Education.
6. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2003). Sinh học phân tử tế bào. Phiên bản thứ năm. New York: WH Freeman.
7. Magloire, K. (2012). Bẻ khóa Kỳ thi Sinh học AP. Đánh giá Princeton.
8. Pierce, BA (2009). Di truyền học: Một cách tiếp cận khái niệm. Panamerican Medical Ed.
9. Ross, MH, Pawlina, W. (2006). Mô học. Biên tập Médica Panamericana.
10. Sandoval, E. (2005). Các kỹ thuật áp dụng trong nghiên cứu giải phẫu thực vật (Quyển 38). UNAM.
11. Scheffler, I. (2008). Ti thể. Phiên bản thứ hai. Wiley
12. Starr, C., Taggart, R., Evers, C., & Starr, L. (2015). Sinh học: Sự thống nhất và đa dạng của sự sống. Giáo dục Nelson.
13. Stille, D. (2006). Tế bào động vật: Đơn vị nhỏ nhất của sự sống. Khoa học khám phá.
14. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Giới thiệu về vi sinh vật học. Panamerican Medical Ed.