Внутриклеточное пищеварение хромопласт 2 эпс 3 комплекс гольджи 4 лизосома

Лекция № 7. Эукариотическая клетка: строение и функции органоидов

Органоиды — постоянные, обязательно присутствующие, компоненты клетки, выполняющие специфические функции.

Эндоплазматическая сеть

Эндоплазматическая сеть (ЭПС), или эндоплазматический ретикулум (ЭПР), — одномембранный органоид. Представляет собой систему мембран, формирующих «цистерны» и каналы, соединенных друг с другом и ограничивающих единое внутреннее пространство — полости ЭПС. Мембраны с одной стороны связаны с цитоплазматической мембраной, с другой — с наружной ядерной мембраной. Различают два вида ЭПС: 1) шероховатая (гранулярная), содержащая на своей поверхности рибосомы, и 2) гладкая (агранулярная), мембраны которой рибосом не несут.

Функции: 1) транспорт веществ из одной части клетки в другую, 2) разделение цитоплазмы клетки на компартменты ( «отсеки»), 3) синтез углеводов и липидов (гладкая ЭПС), 4) синтез белка (шероховатая ЭПС), 5) место образования аппарата Гольджи.

Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи, или комплекс Гольджи, — одномембранный органоид. Представляет собой стопки уплощенных «цистерн» с расширенными краями. С ними связана система мелких одномембранных пузырьков (пузырьки Гольджи). Каждая стопка обычно состоит из 4-х–6-ти «цистерн», является структурно-функциональной единицей аппарата Гольджи и называется диктиосомой. Число диктиосом в клетке колеблется от одной до нескольких сотен. В растительных клетках диктиосомы обособлены.

Аппарат Гольджи

Аппарат Гольджи обычно расположен около клеточного ядра (в животных клетках часто вблизи клеточного центра).

Функции аппарата Гольджи: 1) накопление белков, липидов, углеводов, 2) модификация поступивших органических веществ, 3) «упаковка» в мембранные пузырьки белков, липидов, углеводов, 4) секреция белков, липидов, углеводов, 5) синтез углеводов и липидов, 6) место образования лизосом. Секреторная функция является важнейшей, поэтому аппарат Гольджи хорошо развит в секреторных клетках.

Лизосомы

Лизосомы — одномембранные органоиды. Представляют собой мелкие пузырьки (диаметр от 0,2 до 0,8 мкм), содержащие набор гидролитических ферментов. Ферменты синтезируются на шероховатой ЭПС, перемещаются в аппарат Гольджи, где происходит их модификация и упаковка в мембранные пузырьки, которые после отделения от аппарата Гольджи становятся собственно лизосомами. Лизосома может содержать от 20 до 60 различных видов гидролитических ферментов. Расщепление веществ с помощью ферментов называют лизисом.

Различают: 1) первичные лизосомы, 2) вторичные лизосомы. Первичными называются лизосомы, отшнуровавшиеся от аппарата Гольджи. Первичные лизосомы являются фактором, обеспечивающим экзоцитоз ферментов из клетки.

Вторичными называются лизосомы, образовавшиеся в результате слияния первичных лизосом с эндоцитозными вакуолями. В этом случае в них происходит переваривание веществ, поступивших в клетку путем фагоцитоза или пиноцитоза, поэтому их можно назвать пищеварительными вакуолями.

Автофагия — процесс уничтожения ненужных клетке структур. Сначала подлежащая уничтожению структура окружается одинарной мембраной, затем образовавшаяся мембранная капсула сливается с первичной лизосомой, в результате также образуется вторичная лизосома (автофагическая вакуоль), в которой эта структура переваривается. Продукты переваривания усваиваются цитоплазмой клетки, но часть материала так и остается непереваренной. Вторичная лизосома, содержащая этот непереваренный материал, называется остаточным тельцем. Путем экзоцитоза непереваренные частицы удаляются из клетки.

Автолиз — саморазрушение клетки, наступающее вследствие высвобождения содержимого лизосом. В норме автолиз имеет место при метаморфозах (исчезновение хвоста у головастика лягушек), инволюции матки после родов, в очагах омертвления тканей.

Функции лизосом: 1) внутриклеточное переваривание органических веществ, 2) уничтожение ненужных клеточных и неклеточных структур, 3) участие в процессах реорганизации клеток.

Вакуоли

Вакуоли — одномембранные органоиды, представляют собой «емкости», заполненные водными растворами органических и неорганических веществ. В образовании вакуолей принимают участие ЭПС и аппарат Гольджи. Молодые растительные клетки содержат много мелких вакуолей, которые затем по мере роста и дифференцировки клетки сливаются друг с другом и образуют одну большую центральную вакуоль. Центральная вакуоль может занимать до 95% объема зрелой клетки, ядро и органоиды оттесняются при этом к клеточной оболочке. Мембрана, ограничивающая растительную вакуоль, называется тонопластом. Жидкость, заполняющая растительную вакуоль, называется клеточным соком. В состав клеточного сока входят водорастворимые органические и неорганические соли, моносахариды, дисахариды, аминокислоты, конечные или токсические продукты обмена веществ (гликозиды, алкалоиды), некоторые пигменты (антоцианы).

В животных клетках имеются мелкие пищеварительные и автофагические вакуоли, относящиеся к группе вторичных лизосом и содержащие гидролитические ферменты. У одноклеточных животных есть еще сократительные вакуоли, выполняющие функцию осморегуляции и выделения.

Функции вакуоли: 1) накопление и хранение воды, 2) регуляция водно-солевого обмена, 3) поддержание тургорного давления, 4) накопление водорастворимых метаболитов, запасных питательных веществ, 5) окрашивание цветов и плодов и привлечение тем самым опылителей и распространителей семян, 6) см. функции лизосом.

Эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли образуют единую вакуолярную сеть клетки, отдельные элементы которой могут переходить друг в друга.

Митохондрии

Строение митохондрии

Строение митохондрии:
1 — наружная мембрана;
2 — внутренняя мембрана; 3 — матрикс; 4 — криста; 5 — мультиферментная система; 6 — кольцевая ДНК.

Форма, размеры и количество митохондрий чрезвычайно варьируют. По форме митохондрии могут быть палочковидными, округлыми, спиральными, чашевидными, разветвленными. Длина митохондрий колеблется в пределах от 1,5 до 10 мкм, диаметр — от 0,25 до 1,00 мкм. Количество митохондрий в клетке может достигать нескольких тысяч и зависит от метаболической активности клетки.

Митохондрия ограничена двумя мембранами. Наружная мембрана митохондрий (1) гладкая, внутренняя (2) образует многочисленные складки — кристы (4). Кристы увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны, на которой размещаются мультиферментные системы (5), участвующие в процессах синтеза молекул АТФ. Внутреннее пространство митохондрий заполнено матриксом (3). В матриксе содержатся кольцевая ДНК (6), специфические иРНК, рибосомы прокариотического типа (70S-типа), ферменты цикла Кребса.

Функции митохондрий: 1) синтез АТФ, 2) кислородное расщепление органических веществ.

Согласно одной из гипотез (теория симбиогенеза) митохондрии произошли от древних свободноживущих аэробных прокариотических организмов, которые, случайно проникнув в клетку-хозяина, затем образовали с ней взаимовыгодный симбиотический комплекс. В пользу этой гипотезы свидетельствуют следующие данные. Во-первых, митохондриальная ДНК имеет такие же особенности строения как и ДНК современных бактерий (замкнута в кольцо, не связана с белками). Во-вторых, митохондриальные рибосомы и рибосомы бактерий относятся к одному типу — 70S-типу. В-третьих, механизм деления митохондрий сходен с таковым бактерий. В-четвертых, синтез митохондриальных и бактериальных белков подавляется одинаковыми антибиотиками.

Пластиды

Строение пластид

Строение пластид: 1 — наружная мембрана; 2 — внутренняя мембрана; 3 — строма; 4 — тилакоид; 5 — грана; 6 — ламеллы; 7 — зерна крахмала; 8 — липидные капли.

Пластиды характерны только для растительных клеток. Различают три основных типа пластид: лейкопласты — бесцветные пластиды в клетках неокрашенных частей растений, хромопласты — окрашенные пластиды обычно желтого, красного и оранжевого цветов, хлоропласты — зеленые пластиды.

Хлоропласты. В клетках высших растений хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы. Длина хлоропластов колеблется в пределах от 5 до 10 мкм, диаметр — от 2 до 4 мкм. Хлоропласты ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана (1) гладкая, внутренняя (2) имеет сложную складчатую структуру. Наименьшая складка называется тилакоидом (4). Группа тилакоидов, уложенных наподобие стопки монет, называется граной (5). В хлоропласте содержится в среднем 40–60 гран, расположенных в шахматном порядке. Граны связываются друг с другом уплощенными каналами — ламеллами (6). В мембраны тилакоидов встроены фотосинтетические пигменты и ферменты, обеспечивающие синтез АТФ. Главным фотосинтетическим пигментом является хлорофилл, который и обусловливает зеленый цвет хлоропластов.

Функция хлоропластов: фотосинтез. Полагают, что хлоропласты произошли от древних эндосимбиотических цианобактерий (теория симбиогенеза). Основанием для такого предположения является сходство хлоропластов и современных бактерий по ряду признаков (кольцевая, «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, способ размножения).

Лейкопласты. Форма варьирует (шаровидные, округлые, чашевидные и др.). Лейкопласты ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует малочисленные тилакоиды. В строме имеются кольцевая «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, ферменты синтеза и гидролиза запасных питательных веществ. Пигменты отсутствуют. Особенно много лейкопластов имеют клетки подземных органов растения (корни, клубни, корневища и др.). Функция лейкопластов: синтез, накопление и хранение запасных питательных веществ. Амилопласты — лейкопласты, которые синтезируют и накапливают крахмал, элайопласты — масла, протеинопласты — белки. В одном и том же лейкопласте могут накапливаться разные вещества.

Хромопласты. Ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя или также гладкая, или образует единичные тилакоиды. В строме имеются кольцевая ДНК и пигменты — каротиноиды, придающие хромопластам желтую, красную или оранжевую окраску. Форма накопления пигментов различная: в виде кристаллов, растворены в липидных каплях (8) и др. Содержатся в клетках зрелых плодов, лепестков, осенних листьев, редко — корнеплодов. Хромопласты считаются конечной стадией развития пластид.

Читайте также:  Газообразование в верхнем отделе кишечника

Функция хромопластов: окрашивание цветов и плодов и тем самым привлечение опылителей и распространителей семян.

Все виды пластид могут образовываться из пропластид. Пропластиды — мелкие органоиды, содержащиеся в меристематических тканях. Поскольку пластиды имеют общее происхождение, между ними возможны взаимопревращения. Лейкопласты могут превращаться в хлоропласты (позеленение клубней картофеля на свету), хлоропласты — в хромопласты (пожелтение листьев и покраснение плодов). Превращение хромопластов в лейкопласты или хлоропласты считается невозможным.

Рибосомы

Строение рибосомы

Строение рибосомы:
1 — большая субъединица; 2 — малая субъединица.

Рибосомы — немембранные органоиды, диаметр примерно 20 нм. Рибосомы состоят из двух субъединиц — большой и малой, на которые могут диссоциировать. Химический состав рибосом — белки и рРНК. Молекулы рРНК составляют 50–63% массы рибосомы и образуют ее структурный каркас. Различают два типа рибосом: 1) эукариотические (с константами седиментации целой рибосомы — 80S, малой субъединицы — 40S, большой — 60S) и 2) прокариотические (соответственно 70S, 30S, 50S).

В составе рибосом эукариотического типа 4 молекулы рРНК и около 100 молекул белка, прокариотического типа — 3 молекулы рРНК и около 55 молекул белка. Во время биосинтеза белка рибосомы могут «работать» поодиночке или объединяться в комплексы — полирибосомы (полисомы). В таких комплексах они связаны друг с другом одной молекулой иРНК. Прокариотические клетки имеют рибосомы только 70S-типа. Эукариотические клетки имеют рибосомы как 80S-типа (шероховатые мембраны ЭПС, цитоплазма), так и 70S-типа (митохондрии, хлоропласты).

Субъединицы рибосомы эукариот образуются в ядрышке. Объединение субъединиц в целую рибосому происходит в цитоплазме, как правило, во время биосинтеза белка.

Функция рибосом: сборка полипептидной цепочки (синтез белка).

Цитоскелет

Цитоскелет образован микротрубочками и микрофиламентами. Микротрубочки — цилиндрические неразветвленные структуры. Длина микротрубочек колеблется от 100 мкм до 1 мм, диаметр составляет примерно 24 нм, толщина стенки — 5 нм. Основной химический компонент — белок тубулин. Микротрубочки разрушаются под воздействием колхицина. Микрофиламенты — нити диаметром 5–7 нм, состоят из белка актина. Микротрубочки и микрофиламенты образуют в цитоплазме сложные переплетения. Функции цитоскелета: 1) определение формы клетки, 2) опора для органоидов, 3) образование веретена деления, 4) участие в движениях клетки, 5) организация тока цитоплазмы.

Клеточный центр

Клеточный центр включает в себя две центриоли и центросферу. Центриоль представляет собой цилиндр, стенка которого образована девятью группами из трех слившихся микротрубочек (9 триплетов), соединенных между собой через определенные интервалы поперечными сшивками. Центриоли объединены в пары, где они расположены под прямым углом друг к другу. Перед делением клетки центриоли расходятся к противоположным полюсам, и возле каждой из них возникает дочерняя центриоль. Они формируют веретено деления, способствующее равномерному распределению генетического материала между дочерними клетками. В клетках высших растений (голосеменные, покрытосеменные) клеточный центр центриолей не имеет. Центриоли относятся к самовоспроизводящимся органоидам цитоплазмы, они возникают в результате дупликации уже имеющихся центриолей. Функции: 1) обеспечение расхождения хромосом к полюсам клетки во время митоза или мейоза, 2) центр организации цитоскелета.

Органоиды движения

Присутствуют не во всех клетках. К органоидам движения относятся реснички (инфузории, эпителий дыхательных путей), жгутики (жгутиконосцы, сперматозоиды), ложноножки (корненожки, лейкоциты), миофибриллы (мышечные клетки) и др.

Жгутики и реснички — органоиды нитевидной формы, представляют собой аксонему, ограниченную мембраной. Аксонема — цилиндрическая структура; стенка цилиндра образована девятью парами микротрубочек, в его центре находятся две одиночные микротрубочки. В основании аксонемы находятся базальные тельца, представленные двумя взаимно перпендикулярными центриолями (каждое базальное тельце состоит из девяти триплетов микротрубочек, в его центре микротрубочек нет). Длина жгутика достигает 150 мкм, реснички в несколько раз короче.

Миофибриллы состоят из актиновых и миозиновых миофиламентов, обеспечивающих сокращение мышечных клеток.

Перейти к лекции №6 «Эукариотическая клетка: цитоплазма, клеточная оболочка, строение и функции клеточных мембран»

Перейти к лекции №8 «Ядро. Хромосомы»

Смотреть оглавление (лекции №1-25)

Источник

Органоиды клетки

Строение клетки

Клеточная мембрана (оболочка)

Запомните, что в отличие от клеточной стенки, которая есть только у растительных клеток и у клеток грибов (она придает им плотную, жесткую форму) клеточная мембрана есть у всех клеток без исключения! Этот важный момент объясню еще раз 🙂 У клеток животных имеется только клеточная мембрана, а у клеток растений и грибов есть и клеточная стенка, и клеточная мембрана.

Строение мембраны

Интегральные (пронизывающие) белки образуют каналы, по которым молекулы различных веществ могут поступать в клетку или удаляться из нее. «Заякоренные» молекулы олигосахаридов на поверхности клетки образуют гликокаликс, который выполняет рецепторную функцию, участвует в избирательном транспорте веществ через мембрану.

Гликокаликс

Вирусы и бактерии не являются исключением: они взаимодействуют только с теми клетками, на которых есть подходящие к ним рецепторы. Так вирус гриппа поражает преимущественно клетки слизистой верхних дыхательных путей. Однако если рецепторов нет, то вирус не может проникнуть в клетку, и организм приобретает невосприимчивость к инфекции. Вспомните врожденный иммунитет: именно по причине отсутствия рецепторов человек не восприимчив ко многим болезням животных.

Инвазия ВИЧ в клетку

Итак, вернемся к клеточной мембране. Ее можно сравнить со стенами помещения, в котором, вероятно, вы находитесь. Стены дома защищают его от ветра, дождя, снега и прочих факторов внешней среды. Рискну предположить, что в вашем доме есть окна и двери, которые по мере необходимости открываются и закрываются 🙂 Так и клеточная мембрана может сообщать внутреннюю среду клетки с внешней средой: через мембрану вещества поступают в клетку и удаляются из нее.

Внутрь клетки с помощью осмоса поступает вода. Путем простой диффузии в клетку попадают O2, H2O, CO2, мочевина. Облегченная диффузия характерна для транспорта глюкозы, аминокислот.

Активный транспорт чаще происходит против градиента концентрации, в ходе него используются белки-переносчики и энергия АТФ. Ярким примером является натрий-калиевый насос, который накачивает ионы калия внутрь клетки, а ионы натрия выводит наружу. Это происходит против градиента концентрации, поэтому без затрат энергии (АТФ) не обойтись.

Транспорт веществ через мембрану

Фагоцитоз был открыт И.И. Мечниковым, который создал фагоцитарную теорию иммунитета. Это теория гласит, что в основе иммунной системы нашего организма лежит явление фагоцитоза: попавшие в организм бактерии уничтожаются фагоцитами (T-лимфоцитами), которые переваривают их.

В ходе эндоцитоза мембрана сильно прогибается внутрь клетки, ее края смыкаются, захватывая бактерию, пищевые частицы или жидкость внутрь клетки. Образуется везикула (пузырек), который движется к пищеварительной вакуоли или лизосоме, где происходит внутриклеточное пищеварение.

Фагоцитоз и пиноцитоз

Клеточная стенка

Клеточная стенка

Цитоплазма

Постоянное движение цитоплазмы поддерживает связь между органоидами клетки и обеспечивает ее целостность.

Цитоплазма

Прокариоты и эукариоты

Прокариоты и эукариоты

Немембранные органоиды

Очень мелкая органелла (около 20 нм), которая была открыта после появления электронного микроскопа. Состоит из двух субъединиц: большой и малой, в состав которых входят белки и рРНК (рибосомальная РНК), синтезируемая в ядрышке.

Строение рибосомы

Микротрубочки и микрофиламенты

Клеточный центр

Это органоиды движения, которые выступают над поверхностью клетки и имеют в основе пучок микротрубочек. Реснички встречаются только в клетках животных, жгутики можно обнаружить у животных, растений и бактерий.

Жгутики и реснички

Одномембранные органоиды

ЭПС представляет собой систему мембран, пронизывающих всю клетку и разделяющих ее на отдельные изолированные части (компартменты). Это крайне важно, так как в разных частях клетки идут реакции, которые могут помешать друг другу, что нарушит процессы жизнедеятельности.

Выделяют гладкую ЭПС и шероховатую ЭПС. Обе они выполняют функцию внутриклеточного транспорта веществ, однако между ними имеются различия. На мембранах гладкой ЭПС происходит синтез липидов, обезвреживаются вредные вещества. Шероховатая ЭПС синтезирует белок, так как имеет на мембранах многочисленные рибосомы (потому и называется шероховатой).

Эндоплазматическая сеть (ЭПС)

Модифицированные вещества упаковываются в пузырьки и могут перемещаться к мембране клетки, соединяясь с ней, они изливают свое содержимое во внешнюю среду. Можно догадаться, что комплекс Гольджи хорошо развит в клетках эндокринных желез, которые в большом количестве синтезируют и выделяют в кровь гормоны.

Читайте также:  Диета онкобольного после операции на кишечнике

В комплексе Гольджи появляются первичные лизосомы, которые содержат ферменты в неактивном состоянии.

Комплекс Гольджи

Процесс фагоцитоза

В ходе апоптоза ферменты лизосомы изливаются внутрь клетки, ее содержимое переваривается. Предполагают, что нарушение апоптоза в раковых клетках ведет к бесконтрольному росту опухоли.

Лизосома

Пероксисомы (микротельца) содержат окислительно-восстановительные ферменты, которые разлагают H2O2 (пероксид водорода) на воду и кислород. Если бы пероксид водорода оставался неразрушенными, это приводило бы к серьезным повреждениям клетки.

Трудно переоценить значение вакуолей в жизнедеятельности растительной клетки. Вакуоли создают осмотическое давление, придают клетке форму.

Примечательно, что по размеру вакуолей можно судить о возрасте клетки: молодые клетки имеют вакуоли небольшого размера, а в старых клетках вакуоли могут настолько увеличиваться, что оттесняют ядро и остальные органоиды на периферию.

Вакуоли

Двумембранные органоиды

Оболочка ядра состоит из двух мембран и пронизана большим количеством ядерных пор, через которые происходит сообщение между кариоплазмой и цитоплазмой. Главными функциями ядра является хранение, защита и передача наследственного материала дочерним клеткам.

Строение ядра

Замечу, что хромосомы видны только в момент деления клетки. Хромосомы представляют собой сильно спирализованные молекулы ДНК, связанные с белками.

Хроматин и хромосомы

Хромосомы отличаются друг от друга по строению, форме, размерам. Совокупность всех признаков (форма, число, размер) хромосом называется кариотип. Кариотип может быть представлен по-разному: существует кариотип вида, особи, клетки.

Кариотип

Митохондрия

В связи с этим, митохондрия считается полуавтономным органоидом. Вероятнее всего, изначально митохондрии были самостоятельными организмами, однако со временем вступили в симбиоз с эукариотами и стали частью клетки.

Хлоропласт

Пластиды, которые содержат пигменты каратиноиды в различных сочетаниях. Сочетание пигментов обуславливает красную, оранжевую или желтую окраску. Находятся в плодах, листьях, лепестках цветков.

Хромопласты могут развиваться из хлоропластов: во время созревания плодов хлоропласты теряют хлорофилл и крахмал, в них активируется биосинтез каротиноидов.

Не содержат пигментов, образуются в запасающих частях растения (клубни, корневища). В лейкопластах накапливается крахмал, липиды (жиры), пептиды (белки). На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и запускать процесс фотосинтеза.

Пластиды

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

ВАКУОЛЯРНАЯ СИСТЕМА: её образуют ЭПС, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли.

Органоиды клетки.

— некоторые ферменты биоэнергетики (гликолиза) – расщепления углеводов и липидов

Компоненты ЭПС распределены равномерно или нет по всей гиалоплазме. ЭПС связана с наружной мембраной ядра и цитоплазматической мембраной. Имеет прямые переходы с комплексом Гольджи и другими органоидами клетки. Поэтому ЭПС и органоиды составляют единую функционально-структурную систему, осуществляющею обмен веществ и энергии, а также перемещение веществ внутри клетки. Стенка этих образований состоит из билипидной мембраны и включённых в неё белков. Мембрана ограничивает внутреннюю среду ЭПС от гиалоплазмы.

Образуется ЭПС путем а у т о р е г е н е р а ц и и, из элементов комплекса Гольджи и ядерной оболочки. Бывает две разновидности ЦПС (ЭПС):

Эндоплазматический ретикулум (сеть):

б) почти отсутствует в эмбриональных клетках, эритроцитах, клетках селезёнки и лимфаузлов.

1.Синтетическая. На мембранах совершаются многочисленные первичные синтезы веществ, необходимых клетке:

3. Координационная– объединение между собой всех клеточных структур в единую функционирующую систему;

7. Образование пероксисом и вакуолей;

8. Дифференцировка— мембраны сети пространственно разделяют цитоплазму клетки на отсеки, изолирующие ферментные системы, что обеспечивает последовательное, независимое и одновременное протекание различных биохимических реакций, в малом объёме клетки;

Комплекс Гольджи (КГ)это органоид, характерный для клеток эукариот, отсутствующий у прокариот. В животных клетках представляет сложный сетчатый аппарат. В клетках простейших и растений он представлен отдельными тельцами (диктиосомами) серповидной или палочковидной формы.

Классификация:микроскопический; общего назначения; одномембранный.

Химический состав:ферменты биосинтеза углеводов и гликопротеидов, липидов, гормонов;

Комплекс Гольджи был открыт в 1898 году итальянским учёным Камилло Гольджи, в нейронах. Размеры комплекса Гольджи около 5 – 10 нм. Комплекс Гольджи располагается вблизи или вокруг ядра. Тесно связан (имеет прямые переходы) с цитоплазматической мембраной и ядерной оболочкой. На своих мембранах не имеет рибосомы. Образуется из элементов ЭПС.

СТРОЕНИЕ.Комплекс Гольджи представляющий систему:

— уплощенных мембранных цистерн (плоских мешочков, уложенных в виде стопки монет),

— крупных пузырьков (вакуолей или макровезикул)

— мелких пузырьков (микровезикул),

— трубочек. Функциональной единицей являетсядиктиосома(от греч. сеть). Диктиосома имеет чашеобразную форму, содержит 4 – 8 параллельно лежащих уплощённых цистерн, пронизанных порами. Диктиосомы связаны между собой каналами. Концы цистерн расширены, от них отщепляются пузырьки и вакуоли, окружённые мембраной. Вокруг КГ концентрируются митохондрии, это связано с происходящими в нём энергозависимыми реакциями.

Цистерны выпуклой стороной обращены в сторону ЭПС. Транспортные пузырьки от ЭПС присоединяются к цистернам комплекса Гольджи и сливаются с ним. На этом конце постоянно образуются новые цистерны за счёт транспортных вакуолей (пузырьков).

На противоположной вогнутой стороне от него постоянно отшнуровываются пузырьки. В цистернах КГ продолжается синтез полисахаридов, образуются комплексы белков, углеводов, липидов. На боковых поверхностях цистерн возникают выросты, куда перемещаются модифицированные вещества. Выросты отщепляются в виде пузырьков, которые удаляются от КГ в различных направлениях по гиалоплазме. КГ структурно и биохимически поляризован, имеет регенераторный и функционирующий полюса (вертикальная полярность). Выделяют два полюса: — цис-полюс (функционирующий) – формирующая поверхность, направленная основанием к ядру и ЭПС. Сюда подходят транспортные пузырьки, синтезируемые в ЭПС.

— транс-полюс – противоположная – зрелая (регенерационная) поверхность, направленная в сторону мембраны. От этого полюса отшнуровываются пузырьки. Судьба пузырьков различна. Одни из них направляются к поверхности клетки и выводят синтезированные в-ва в межклеточный матрикс. Это секреторные гранулы, несущие секрет к плазмолемме для его выведения из клетки. Часть этих веществ, представляют продукты обмена (метаболизма), часть же – специально синтезированные продукты – биологически активные секреты (гормоны, пищеварительные ферменты). Другая часть пузырьков остаётся в цитоплазме, они содержат гидролитические (пищеварительные) ферменты – это будущие лизосомы. В процессе упаковки веществ в пузырьки расходуется значительное кол-во мембран. Мембраны КГ образуются гранулярной ЭПС, т.к. на ней синтезируются мембранные компоненты; Элементы блоков мембран создаются в полостях КГ, затем встраиваются в их мембраны и, наконец, отделяются с пузырьками. Пузырьки поставляют элементы клеточной мембраны, гликокаликс и необходимые в-ва к плазмалемме. Мембраны никогда не образуются de novo, они всегда возникают из предшествующих мембран. Каждое поколение передаёт последующему через яйцеклетку запас заранее сформированных мембран, из которых образуются все мембраны организма; При делении клетки комплекс Гольджи распадается на диктиосомы, пузырьки, которые распределяются между дочерними клетками произвольно. Развит: в железистых клетках вырабатывающих секреты, в нейронах, овоцитах.

— продолжается биосинтез углеводов – полисахаридов, белков, например, синтезируется коллаген белок соединительной ткани, завершение модификаций комплексов белков, углеводов и липидов – липротеиды, гликопротеиды, участие в синтезе желтка – лецитина – яйцеклеток, в растительных клетках синтезирует целлюлозу клеточной стенки.

— упаковкасинтезированных продуктов в везикулы перед транспортом

— транспорт – перемещение веществ в везикулах – своеобразных контейнерах, продуктов внутриклеточного синтеза, продуктов распада; Среди многочисленных функций КГ на одно из первых мест ставится транспортная функция, поэтому его нередко называют транспортным аппаратом клетки;

— формирование пероксисом – пузырьков, ограниченных мембраной и содержащих окислительные ферменты оксидазы;

Рибосомыэто немембранные органеллы клетки, сферической формы или грибовидных гранул, состоящие из двух неодинаковых субъединиц, большой и малой. Имеются во всех клетках, как прокариот, так и эукариот. Каждая клетка содержит от десятков тысяч или миллионов рибосом, в клетках эукариот значительно больше. Классификация:

По локализации подразделяются на:

ü свободные – находятся в гиалоплазме, синтезируют белки для внутренних нужд клетки: белки-

ферменты, структурные белки

ü несвободные, или прикреплённые, связанные с мембранами ЭПС – синтезируют белки ‘на экспорт ’

Располагаются на наружной стороне шероховатой эндоплазматической сети, в митохондриях, пластидах, в цитоплазме, в кариолимфе и на мембранах ядра (кариолеммы). Наибольшее количество в клетках, интенсивно синтезирующих белок – интенсивно размножающихся тканей: образовательных меристематических клетках растений, клетках зародышей, регенерирующих клетках и органах.

Читайте также:  Заброс желчи в желудок как устранить

Строение. Рибосомы имеют в диаметре от 15 до 35 нм. Рибосомы любых клеток от бактерий до млекопитающих – имеют сходное строение. Основным методом выделения рибосом является осаждение центрифугированием. Этот метод позволил выделить два типа рибосом. Рибосомы прокариот мельче, скорость седиментации (осаждения)70S им гомологичны 70S рибосомы в пластидах и митохондриях эукариотических клеток, рибосомы эукариот они крупнее и имеют скорость седиментации 80S. Рибосома состоит из:

· большой субъединицы (содержит три молекулы рРНК и белки)

· малой субъединицы (содержит одну молекулу рРНК и белки).

В зависимости от функционального состояния органеллы возможны переходы: собранная рибосома (рабочее состояние) и разобранная на субъединицы (нерабочее состояние).

Малая субъединица связывается с и-РНК и удерживает тРНК с аминокислотой.

Большая субъединица имеет два центра:

1) амино-ацильный – сюда поступает аминокислота, приносимая т-РНК,

2) пептидильный – здесь происходит сборка полипептидной цепи.

Образуются рибосомы путем синтеза рибосомных белков в цитоплазме, так же происходит синтез рРНК на генах ядрышка ядра, а затем сборка рибосомных частиц в ядрышке ядра и из ядра частицы поступают в цитоплазму, где происходит сборка субъединиц в единую рибосому. Комплекс из нескольких рибосом от 5 до 70 называется полисома (полирибосома).

Химический состав:содержат примерно равное количество белков и РНК

· в основе каждой субъединицы – каркас из молекул рРНК около 50%;

· рибосома содержит 50 белков сходных с гистонами и в том числе ферменты биосинтеза белка.

· полимеризация аминокислот на матрице и-РНК (трансляция). Сборка первичной структуры белка (между синтезом белка в бактериях, митохондриях и пластидах много общего).

· осуществляя биосинтез белка, реализуют генетическую информацию

Митохондрии – это органоиды, имеющие наружную и внутреннюю мембрану. Впервые митохондрии были описаны в 1894 году Альтманом.

· самовоспроизводящиеся (содержат ДНК).

Митохондрии имеют размеры около 1 мкм в диаметре и 7 мкм длиной (в зависимости от формы). Митохондрии характерны для эукариот, отсутствуют у прокариот и некоторых анаэробных организмов (кишечная амеба). Образуются они путем почкования или деления. Обычно митохондрии скапливаются в тех участках цитоплазмы, где возникает потребность в АТФ.

Форма митохондрий, их количество и топография многообразны. Например, в мышечных волокнах имеет форму зернышек, крупинок; также могут ветвиться и образовывать сети. В этих органоидах есть рибосомы. Митохондрии ограничены двумя мембранами – внешней и внутренней. Внутренняя мембрана способна образовывать выпячивания в виде плоских гребней – крист. Внутреннее пространство митохондрий заполнено гомогенным раствором – матриксом.

Химический состав:

· содержатся ферменты биоэнергетики;

· ферменты репликации (удвоения) ДНК, биосинтеза РНК и белков.

· биоэнергетическая (синтез АТФ);

· участие в регуляции водно-солевого обмена клетки, например Ca 2+ ;

· некоторые специальные ферменты – биосинтезы, обеспечивающие синтез стероидных гормонов, желчных кислот;

· генетическая система и белоксинтезирующий аппарат: есть ДНК, и-РНК, т-РНК, рРНК и рибосомы.

Пероксисомы – сферические органоиды клетки, покрытые мембраной, содержащие бесструктурный материал, в котором находится кристаллоид. Классификация: субмикроскопические; мембранные; общего назначения.

Образование: происходит биосинтез белков-ферментов в гранулярной цитоплазматической сети, затем – сборка пероксисом в гладкой цитоплазматической сети.

Химический состав:

· ферменты, нейтрализующие токсичные продукты перекисного окисления липидов и ядовитых веществ;

· нейтрализация некоторых токсичных продуктов перекисного окисления липидов и ядовитых веществ;

разложение перекиси водорода.

Лизосомы (lysis – растворение) сферические органеллы, покрытые мембраной, содержащие бесструктурный материал. Имеются в клетках прокариот, отсутствуют в клетках высших растений и прокариот.

Лизосомы имеют размеры около 0,5-1 мкм. Образуются в процессе биосинтеза лизосомных белков – в цитоплазматической сети, а затем происходит сборка лизосом в комплексе Гольджи.

Различают первичные, вторичные и третичные лизосомы.

Первичные содержат ферменты гидролиза;

вторичные – фагосомы (гетерофагосомы), осуществляют расщепление веществ путем пиноцитоза и фагоцитоза, часто сравнивают с пищеварительными вакуолями;

третичные – тело лизосомы или остаточные тельца, содержащие не переваренные частицы, осуществляют функцию экзоцитоза.

Химический состав:

· ферменты-гидролазы (около 60), расщепляющие все основные типы биологически значимых органических веществ;

· рецепторные белки (для узнавания субстратов, подлежащих гидролизу);

· участие в химической модификации секрета (в процессе созревания секреторного продукта в железистых клетках);

· разрушение старых и дефектных органелл, их частей и других структур – физиологический и патологический аутолиз (саморастворение) клеток;

· разжижение тканей в очаге воспаления;

· Обеспечивает эндогенное питание во время голода (переваривание внутриклеточных структур и усвоение клеткой промежуточных продуктов на нужды энергетического обмена);

Клеточный центр – это органоид, состоящий из двух ориентированных взаимоперпендикулярных центриолей. Классификация:

Этот органоид характерен для эукариотических клеток, отсутствует в клетках высших растений, клетках прокариот, у некоторых грибов, водорослей простейших. В полиплоидных клетках число центриолей равно числу хромосомных наборов, а в политенных клетках центриоли утрачиваются.

Строение. Каждая центриоль это цилиндр длиной 0,3 мкм и диаметром 0,1 мкм, стенка которого образована девятью триадами микротрубочек. Полость заполнена матриксом. Вокруг них образуется лучистая сфера – центросфера. Формула центриолей (9+0).

Образование: во время деления (расхождение центриолей, образование «новой» центриоли у каждой «старой») происходит в синтетический период интерфазы митотического цикла.

Химический состав:

· поляризация клетки при митозе (образование полюсов деления);

· участие в образовании митотического веретена;

· участие в образовании базальных телец жгутиков, ресничек.

Микрофиламенты — это органоиды, образующие динамическую систему нитчатых структур, организованных в пучки или сети, пронизывающих всю цитоплазму или ее часть. Микрофиламенты характерны для эукариотических клеток. Отсутствуют у прокариотических. Классификация: субмикроскопический; общего назначения; немембранный. Строение. Микрофиламенты имеют размеры около 6 нм в диаметре. Они пронизывают всю цитоплазму или её часть. Микрофиламенты представляют собой нитчатые структуры, состоящие из молекул белка актина, соединяющегося в длинные, двойные цепи. Цепи эти полярные. Образование: биосинтез актина на рибосомах, затем самосборка микрофиламентов из глобул актина.

Химический состав: актин (белковые глобулы).

· обеспечивают вязко-эластичные свойства цитоплазмы;

· участвуют в движении клетки и перемещении (течении) цитоплазмы;

· входит в состав сократительного аппарата мышечных элементов (в комплексе с миозином и другими белками мышц);

· входят в состав цитоплазмы.

Микротрубочки – это немембранные органоиды эукариотических клеток.

Классификация: субмикроскопические; общего назначения; немембранные.

Строение. Микротрубочки представляют собой белковые полые цилиндры, стенки которых образованы из 13 цепочек (протофиламентов). Имеют в диаметре около 25 нм. Микротрубочки тянутся на всю длину реснички или жгутика. Они входят в состав клеточного центра, ресничек. Формула (9+1).

Образование: 1) биосинтез тубулина на рибосомах шероховатой эндоплазматической сети; 2) самосборка микротрубочек (при участии клеточного центра).

Химический состав:

· молекула тубулина состоит из двух субъединиц (альфа и бета).

· входят в состав центриолей, ресничек, жгутиков;

· образуют нити веретена деления;

· осуществляет внутриклеточный транспорт от эндоплазматической сети к комплексу Гольджи (мембранным пузырькам);

· образует цитоскелет, входят в состав цитоплазмы, субмембранной системы;

Пластиды – это мембранные органеллы, в зависимости от окраски можно разделить на лейкопласты, хромопласты, хлоропласты.

· общего назначения (характерны для растительных клеток);

· самовоспроизводящиеся (содержат ДНК).

Лейкопласты– бесцветные пластиды. Находятся в клетках неосвещенных частей растения. Например, в клетках клубней картофеля лейкопласты накапливают зерна крахмала.

Хромопласты – цветные (не зеленые) пластиды. Располагаются в клетках различных частей растений: в цветах, плодах, стеблях, листьях. Именно хромопласты обеспечивают желтую, красную, оранжевую окраску этих частей растения и создают зрительную приманку для животных, способствуя тем самым опылению цветков и распространению семян.

Хлоропласты.Хлоропласты высших растений имеют разметы 5 – 10 мкм и по форме напоминают двояковыпуклую линзу. Под наружной мембраной располагается складчатая внутренняя мембрана. Между складками можно увидеть пузырьки – тилакоиды, уложенные в стопки – граны. В каждом хлоропласте около пятидесяти гран, расположенных в шахматном порядке. Такое расположение обеспечивает максимальную освещенность каждой граны. В мембраны, формирующие тилакоиды, встроены пигменты, улавливающие солнечный свет, и ферменты. В матриксе (внутренней среде хлоропласта) находятся ферменты, синтезирующие органические соединения из неорганических с использованием энергии АТФ. Хлоропласты содержат ДНК и рибосомы.

Источник

Мои рекомендации
Adblock
detector