I. Đặc điểm chung của tế bào nhân thực
- Kích thước khoảng 10-100 micromet. Một số tế bào có kích thước lớn hơn như tế bào thần kinh, tế bào trứng, tế bào mạch gỗ...
- Có cấu trúc phức tạp, nhân hoàn chỉnh và có màng bao bọc, có các bào quan có màng.
- Phần bên trong của tế bào nhân thực được xoang hóa nhờ hệ thống nội màng
=> Đảm bảo cho nhiều hoạt động sống diễn ra.
- Mỗi bào quan có cấu trúc đặc trưng và thực hiện chức năng nhất định trong tế bào:
+ Các bào quan có màng kép: nhân, ti thể, lục lạp
+ Các bào quan có màng đơn: lưới nội chất, bộ máy Golgi, peroxisome, lysosome, không bào
+ Không có màng: ribosome
- Tế bào nhân thực bao gồm: tế bào động vật và tế bào thực vật
II. Màng tế bào
Cấu trúc:
Năm 1972, hai nhà khoa học là Seymour Jonathan Singer và Garth Nicolson đã đưa ra mô hình cấu trúc màng tế bào, được gọi là mô hình khảm lỏng (khảm động).
Màng tế bào được cấu tạo từ thành phần chính là lớp kép phospholipid và các loại protein (các phân tử protein nằm xen kẽ trong lớp kép phospholipid)
- Lớp kép phospholipid
+ Các phân tử phospholipd có đuôi kị nước quay vào nhau, phía giữa hai lớp => ổn định cấu trúc màng
+ Đuôi kị nước của màng quay ra phía ngoài hoặc phía trong màng, chúng chỉ cho 1 số tế phân tử nhất định đi qua => Màng có tính thấm chọn lọc (tính bán thấm)
+ Xen kẽ giữa lớp phospholipid là một số phân tử như sterol (ở tế bào thực vật), cholesterol (ở tế bào động vật), những phân tử này chuyển động tạo nên tính lỏng của màng => Đảm bảo tính lỏng của màng, tạo nên sự mềm dẻo, linh hoạt của màng sinh chất. => Tính động của màng.
- Các protein màng
+ Có hai loại protein màng: protein xuyên màng (nằm xuyên qua khung) và protein bám màng (bám ở mặt trong hay ngoài màng)
+ Các protein màng liên kết với các sợi của bộ khung tế bào nằm bên trong tế bào hay các protein ngoại bào
=> Ổn định cấu trúc màng, tạo nên tính khảm của màng
+ Chức năng của protein màng: vận chuyển các chất qua màng, xúc tác (enzyme); cấu tạo nên thụ thể tiếp nhận các tín hiệu và truyền tin tế bào...
- Trên màng còn có carbohydrate liên kết với protein (glycoprotein) hoặc lipid (glycolipid) => Làm tín hiệu nhận biết, tham gia tương tác, truyền thông tin giữa các tế bào.
Chức năng:
- Ngăn cách phần tế bào chất với môi trường bên ngoài, bảo vệ tế bào không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bất lợi của môi trường.
- Vận chuyển các chất, kiểm soát các chất ra vào tế bào (tính thấm chọn lọc)
- Tiếp nhận thông tin từ môi trường và truyền tín hiệu vào trong tế bào.
- Quy định hình dạng tế bào phù hợp với chức năng.
III. Nhân – trung tâm thông tin của tế bào
Có cấu trúc lớn nhất trong tế bào.
Mỗi tế bào thường có 1 nhân, một số tế bào nấm và sinh vật khác có 1 vài nhân.
Nhân có hình cầu, đường kính khoảng 5
- Nhân được bao bọc bới lớp kép phospholipid và protein
=> ngăn cách với tế bào chất bên ngoài.
- Trên màng nhân có lỗ nhân
=> cho phép các chất ra vào nhân như ARN và protein.
- Bên trong nhân chứa chất nền là dịch bên trong nhân chứa sợi nhiễm sắc và nhiều phân tử khác như enzyme, RNA, nucleotide....
Sợi nhiễm sắc gồm chuỗi xoắn kép DNA và protein, thông tin di truyền trên DNA được phiên mã thành các phân tử ARN, đi qua lỗ màng nhân ra tế bào chất để dịch mã thành protein tham gia vào cấu trúc và chức năng của tế bào
=> Nhân là trung tâm điều khiển mọi hoạt động sống.
- Sợi nhiễm sắc bắt màu khi nhuộm và quan sát được dưới kính hiển vi quang học.
- Nhân con (hạch nhân) có hình cầu => nơi tổng hợp rRNA, sau đó được lắp ráp với protein tạo thành tiểu phần ribosome.
IV. Ti thể
Cấu trúc
Ti thể là một bào quan có màng kép, thường có dạng hình cầu hoặc bầu dục, dài khoảng 0,5-10 micromet
Màng ngoài ti thể trơn nhẵn, màng trong gấp nếp tạo thành các mào, trên các mào chứa hệ thống các enzym hô hấp.
Chất nền ti thể có các phân tử DNA nhỏ (mtDNA) dạng vòng, ribosome 70S, enzyme... => Mã hóa cho protein, tARN, rARN của ti thể => Ti thể có khả năng tự nhân đôi và tổng hợp protein cho riêng mình.
Chức năng
Ti thể thực hiện quá trình hô hấp tế bào => Chuyển hóa năng lượng trong đường và các chất hữu cơ thành năng lượng ATP cung cấp cho các hoạt động sống của tế bào, đồng thời tạo ra nhiều sản phẩm trung gian cho quá trình chuyển hóa vật chất của tế bào.
DNA ti thể được sử dụng trong định danh, phân tích tiến háo phân tử và phát sinh loài.
Số lượng ti thể khác nhau ở các loại tế bào, một số tế bào có thể có tới hàng nghìn ti thể, một số loại tế bào không có ti thể như tế bào hồng cầu, tế bào mạch gỗ và mạch rây ở thực vật
V. Lục lạp
Đây là bào quan đặc biệt của tế bào thực vật và một số nguyên sinh vật.
Lục lạp có khả năng chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học.
Cấu trúc
Lục lạp được bao bọc bởi 2 lớp màng, chứa các túi dẹt (thylacoid) nối với nhau, nằm xếp chồng tạo các hạt grana, các hạt grana nối với nhau bằng các ống mảnh.
Các sắc tố diệp lục nằm trên màng thylacoid.
Chất nền lục lạp (stroma) là dịch chứa các phân tử như các enzyme tham gia cố định , chất khí hòa tan, glucose, DNA vòng kép, ribosome 70S....
Chức năng
Lục lạp có khả năng quang hợp chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học.
Tham gia mã hóa cho các enzyme quang hợp, các protein trong chuỗi truyền electron, protein và các loại RNA tham gia quá trình dịch mã trong lục lạp.
DNA lục lạp được sử dụng trong định danh, phân tích tiến háo phân tử và phát sinh loài ở thực vật có diệp lục.
Ở tế bào thực vật, lục lạp và ti thể có mối quan hệ mật thiết với nhau trong quá trình chuyển hóa nội bào
