2018-02-23
9424
Вакуолярная система - этоформа организации вакуолей в клетках эукариот. Вакуолярная система состоит из эндоплазматической сети (эндоплазматического ретикулума), ядерной оболочки, комплекса Гольджи, лизосом и многих других вакуолей. В ней происходят синтез, модификация, сортировка и выделение из клетки биополимеров, главным образом белков (ферменты, гликопротеины), синтез биологических мембран, в том числе плазматической. Последняя как производная этой системы может образовывать за счёт инвагинации (впячивания внутрь клетки) вторичные вакуоли - эндосомы, участвующие в поглощении внеклеточных компонентов (пиноцитозные и фагоцитозные вакуоли). Эндосомы, объединяясь с первичными лизосомами, содержащими гидролитические ферменты, превращаются в вакуоли, выполняющие функцию внутриклеточного пищеварения (вторичные лизосомы). Для вакуолярной системы характерны кооперативность функционирования, взаимосвязь и последовательность образования, транспорта и выделения синтезированных белков.
|
|
|
Все компоненты вакуолярной системы имеют единый источник образования - гранулярную (шероховатую) эндоплазматическую сеть. На её рибосомах происходит биосинтез мембранных и внутривакуолярных секреторных белков. Затем от мембран сети отделяются мелкие вакуоли, содержащие растворимые белки, и переносятся в зону мембран комплекса Гольджи, где они претерпевают ряд сложных изменений. В дальнейшем вакуоли, наполненные секреторными белками, отделяются от мембран комплекса Гольджи, подходят к плазматической мембране, сливаются с ней, а их содержимое выводится из клетки (секретируется). Кроме того, от гранулярной эндоплазматической сети отщепляются трубчатые мембранные компоненты - гладкие эндоплазматические сети, которые участвуют в биосинтезе липидов и полисахаридов. В клетках растений, кроме описанных выше вакуолей вакуолярной системы (исключение составляют фагоцитарные вакуоли, свойственные клеткам животных), важную роль играют так называемые центральные вакуоли. Они отделены от цитоплазмы липопротеиновой мембраной (тонопласт), сходной с плазматической. Заполняющая их жидкость представляет собой концентрированный раствор, содержащий растворённые в воде соли, сахара, аминокислоты, белки, конечные продукты обмена веществ (таннины, гликозиды, алкалоиды) и некоторые пигменты (например, антоцианы). Эти вакуоли участвуют в регуляции водно-солевого обмена, поддержании тургорного давления в растительных клетках, накоплении низкомолекулярных водорастворимых веществ и запасных веществ, а также в выведении токсичных продуктов.
|
|
|
Митохондрии
Строение митохондрии:
1 — наружная мембрана;
2 — внутренняя мембрана; 3 — матрикс; 4 — криста; 5 — мультиферментная система; 6 — кольцевая ДНК.
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.
Открыты в 1894 г. Р. Альтманом с помощью светового микроскопа. Впервые митохондрии в виде гранул в мышечных клетках наблюдал в 1850 г. Р. Кёлликер (Kolliker, RudolfAlbertvon 1817-1905, швейцарский эмбриолог и гистолог). Позднее, в 1898 г. Л. Михаэлис (Michaelis, Leonor 1875-1949, германский биохимик и химик-органик), а в 1920-ых гг. О. Варбург доказали, что с митохондриями связаны процессы клеточного дыхания. Термин «митохондрия» предложил К. Бенда (1897-1898 гг, однако долгое время использовался термин «хондриосома». Внутреннее строение и функции митохондрий были изучены лишь во второй половине ХХ в. с помощью биохимических и электронно-микроскопических методов.
Митохондрия ограничена двумя мембранами. Наружная мембрана митохондрий гладкая, внутренняя образует многочисленные складки — кристы. Кристы увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны. Число крист в митохондриях может меняться в зависимости от потребности клетки в энергии. Именно на внутренней мембране сосредоточены многочисленные ферментные комплексы, участвующие в синтезе аденозинтрифосфата (АТФ). Здесь энергия химических связей превращается в богатые энергией (макроэргические) связи АТФ. Кроме того, в митохондриях проходит расщепление жирных кислот и углеводов с высвобождением энергии, которая накапливается и используется на процессы роста и синтеза. Внутренняя среда данных органелл называется матриксом. Она содержит кольцевые ДНК и РНК, мелкие рибосомы. Интересно, что митохондрии - полуавтономные органоиды, поскольку зависят от функционирования клетки, но в то же время могут сохранять определенную самостоятельность. Так, они способны синтезировать собственные белки и ферменты, а также размножаться самостоятельно (митохондрии содержат собственную цепочку ДНК, в которой сосредоточено до 2% ДНК самой клетки).
Функции митохондрий:
1.Преобразование энергии химических связей в макроэргические связи АТФ(митохондрии - "энергетические станции" клетки).
2.Участвуют в процессах клеточного дыхания - кислородное расщепление органических веществ.
Рибосомы
Строение рибосомы:
1 — большая субъединица; 2 — малая субъединица.
Рибосомы -немембранные органоиды, диаметр примерно 20 нм.
Открыты с помощью электронного микроскопа в 1955 г. Джорджем Паладе.
В 1974 г. Паладе, Клод и Кристиан Де Дюв получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся структурной и функциональной организации клетки». Термин «рибосома» был предложен Ричардом Робертсом в 1958 вместо «рибонуклеобелковая частица микросомальной фракции». Биохимические и мутационные исследования рибосомы начиная с 1960-х позволили описать многие функциональные и структурные особенности рибосомы.
Рибосомы состоят из двух фрагментов - большой и малой субъединиц. Химический состав рибосом - белки и рРНК. Молекулы рРНК составляют 50–63% массы рибосомы и образуют ее структурный каркас.
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.
Образуются субъединицы рибосом в ядрышке. Пройдя через поры в ядерной оболочке рибосомы попадают на мембраны эндоплазматической сети (ЭПС).
|
|
|
Функция рибосом: сборка полипептидной цепочки (синтез белковых молекул из аминокислот).
Цитоскелет
Клеточныйцитоскелет образуется микротрубочками и микрофиламентами.
Микротрубочки представляют собой цилиндрические образования диаметром 24 нм. Их длина составляет 100 мкм-1 мм. Основной компонент - белок под названием тубулин. Он неспособен к сокращению и может разрушаться под действием колхицина.
Микротрубочки располагаются в гиалоплазме и выполняют следующие функции:
· создают эластичный, но в то же время прочный каркас клетки, который позволяет ей сохранять форму;
· принимают участие в процессе распределения хромосом клетки(образуют веретено деления);
· обеспечивают перемещение органелл;
· содержатся в клеточном центре, а также в жгутиках и ресничках.
Микрофиламенты - нити, которые размещаются под плазматической мембраной и состоят из белка актина или миозина. Они могут сокращаться, в результате чего идет перемещение цитоплазмы или выпячивание клеточной мембраны. Кроме того, данные компоненты принимают участие в образовании перетяжки при делении клетки.
Клеточный центр
Клеточный центр - органоид, состоящий из 2 мелких гранул-центриолей и лучистой сферы вокруг них - центросферы. Центриоль - это цилиндрическое тельце длиной 0,3-0,5 мкм и диаметром около 0,15 мкм.Стенки цилиндра состоят из 9 параллельно расположенных трубочек. Центриоли располагаются парами под прямым углом друг к другу. Активная роль клеточного центра обнаруживается при делении клетки. 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.
Центриоли относятся к самовоспроизводящимся органоидам цитоплазмы, они возникают в результате дупликации уже имеющихся центриолей.
Функции:
1.Обеспечение равномерного расхождения хромосом к полюсам клетки во время митоза или мейоза.
|
|
|
2. Центр организации цитоскелета.
Органоиды движения
Присутствуют не во всех клетках
К органоидам движения относят реснички, а также жгутики. Это миниатюрные выросты в виде волосков. Жгутик содержит 20 микротрубочек. Его основа размещается в цитоплазме и называется базальным тельцем. Длина жгутика составляет 100 мкм или более. Жгутики, которые имеют всего 10-20 мкм, называются ресничками. При скольжении микротрубочек реснички и жгутики способны колебаться, вызывая движение самой клетки. В цитоплазме могут содержаться сократительные фибриллы, которые называются миофибриллами. Миофибриллы, как правило, размещаются в миоцитах - клетках мышечной ткани, а также в клетках сердца. Они состоят из более мелких волокон (протофибрилл).
У человека реснички покрывают воздухоносные дыхательные пути и помогают избавляться от мелких твердых частиц, например, от пыли. Кроме этого, существуют еще псевдоножки, которые обеспечивают амебоидное движение и являются элементами многих одноклеточных и клеток животных (к примеру, лейкоцитов).
Функции:
Специфические
Ядро. Хромосомы
