Цитоплазма. Общий химический состав цитоплазмы. Организация цитозоля

Цитоплазма эукариотических клеток имеет следующий состав: вода 80%, белок около 10%, ДНК 0,4%, РНК 0,7%, липиды 2%, органические соли 1% и неорганические соли 1%.

Цитоплазма – внутренний компонент клетки без ядра.

Цитоплазма делится на три части: органоиды (обязательные для любой клетки компаненты), включения (необязательные компаненты) и гиалоплазма (основная жидкая фаза клетки – цитозоль).

Гиалоплазма. Сложный состав. По консистенции приближается к гелю. Гели – структурированные коллоидные системы с жидкой дисперсной средой. Частицы дисперсной фазы соединены между собой в рыхлую пространственную структуру, что лишает систему текучести. Гель цитоплазмы относится к тиксотропным гелям, которые под воздействием внешних условий, которые могут менять свое агрегатное состояние и переходить в менее вязкую фазу, которая называется золь. При изменении состава микротрубочки разрушаются.

 

Гиалоплазма выполняет:

1) Синтез и отложение запасных полисахаридов, накопление липидов.

2) Место протекания гликолиза и синтеза АТФ.

3) Место синтеза белка. Активация аминокислот с помощью специфических ферментов и связывания их с транспортными РНК.

4) В гиалоплазме происходит модификация ферментов, которая приводит к изменению функций и структуры белков.

5) Место локализации всех строительных блоков биомембран, а также всех промежуточных метаболитов.

6) Локализация всех неорганических соединений, причем концентрация неорганических веществ строго детерминирована и регулируется органоидами клетки.

 

Включения в цитозоле растительных клеток, их локализация и функциональное значение.

 

Включения в цитозоле животных клеток, их локализация и функциональное значение.

 

Морфология, локализация и структура митохондрий.

Открыл в 1848 году, Альтман.

Есть почти у всех эукариотов. Это подвижные органоиды, могут менять свою морфологию, объединяться, разъединяться с помощью микротрубочек. Различные по форме.

Период жизни митохондрий короток. У человека они живут 9 суток. Более 10 суток митохондрии не живут, т.е., высокая степень обновления.

 

Основная функция митохондрий – синтез АТФ, дающий энергию для всех жизненных процессов. Митохондрии встречаются практически у всех эукариотических клеток, кроме двух видов паразитических амеб. Митохондрии являются подвижными пластичными органоидами, они могут объединяться в гигантские структуры и наоборот – разрушаться. Совокупность всех митохондрий в клетке – хондриом. Размеры варьируют от 1 до 10 мкм. Форма чрезвычайно разнообразна. Но несмотря на разнообразие форм и размеров, для всех митохондрий характерен единый тип строения. Митохондрия состоит из двух мембран, наружной и внутренней, меж которыми находится межмембранное пространство, которое по сути является протонным резервуаром. Внутри – митохондриальный матрикс.

Наружная мембрана характеризуется большим количеством транспортных белков. Эти белки имеют специфическое название порины. Они образуют широкие гидрофильные каналы в бислое липидов, которые пропускают молекулы с молекулярной массой до 10000 Дальтон. На наружной мембране имеются ферменты, которые превращают липиды в реакционно способные соединения. Белков менее 20%. Из физических свойств можно отметить, что наружная мембрана может только необратимо растягиваться.

Внутренняя мембрана легко сморщивается и растягивается. Она образует многочисленные складки, которые называются кристы. Площадь внутренней мембраны почти в пять-семь раз больше, чем наружной. Кристы бывают двух типов – пластинчатые в клетках многоклеточных животных и растений; трубчатые в тканях синтезирующих ферменты. Кристы не статистические образования. Расположенны параллельно или перпендикулярно длинной оси митохондрий.

Степень развития крист, их количество определяется функциональной значимостью клетки. На внутренней мембране очень низок уровень холестерина. Много особого фосфолипида кардиолипида. Благодаря этому мембрана имеет малую проницаемость. При суммарном подсчете и вычислении соотношения белков и липидов получим, что белков 75%, а липидов 25%.

 

Белки:

Цепь переноса электронов;

Грибовидные тельца с АТФ-синтетазой;

Специфические транспортные белки, регулирующие перенос метаболитов в матрикс митохондрий и из матрикса.

 

Межмембранное пространство или протонный резервуар. По химическому составу почти идентичен цитозолю. Содержится только несколько ферментов для обеспечивания реакции фосфорилирования.

Матрикс – высококонцентрированная смесь, более чем из ста компонентов, большинство из которых – это ферменты цикла Кребса (карбоновых кислот). Здесь же располагаются кольцевые молекулы, митохондриальная ДНК, тРНК, иРНК и митохондриальные рибосомы с константой седиментации от 55 до 75S

 

Локализация в мембранах митохондрий основных звеньев окислительного фосфорилирования.

 

Митохондрия как полуавтономный органоид.