Строение и функции клеточных структур

Мембранные структуры (компоненты) клетки - совокупное название различных структур цитоплазмы и ядра: плазмолеммы, ряда органелл, включений, транспортных пузырьков, а также ядерной оболочки (кариолеммы), в состав которых входят клеточные мембраны. Последние в различных мембранных структурах клетки организованы сходным образом, однако существенно различаются, в первую очередь, составом мембранных белков, определяющим специфику их функций.

Гиалоплазма (клеточный сок, цитозоль, клеточный матрикс) внутренняя среда клетки, на которую приходится до 55% ее общего объема. Она представляет собой сложную прозрачную коллоидную систему, в которой взвешены органеллы и включения, и содержит различные биополимеры: белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, а также ионы. Претерпевает превращения по типу гельзоль. В гиалоплазме происходит большая часть реакций межуточного обмена.

Пластиды. Для клеток растений типична система органоидов, называемая пластидной. Пластиды - это ограниченные двойной мембраной округлые или овальные органоиды, содержащие внутреннюю систему мембран. Пластиды могут быть бесцветными (пропластиды, лейкопласты, этиопласты) или окрашенными (хлоропласты, хромопласты).

Хлоропласты - дисковидные зеленые органел­лы, имеющие двойную мембрану и сложную внутрен­нюю гранулярную структуру. В хлоропластах осуще­ствляется процесс фотосинтеза. На одну клетку мезо­филла листа обычно приходится 20 - 50 и даже 100 шт. хлоропластов диаметром 4 - 8 мкм и толщиной около 1 мкм. У наших наиболее распространенных древес­ных растений (береза, осина, клен, ясень, липа) число хлоропластов в клетках палисадной паренхимы листа достигает 25-40, губчатой - 13-16 шт.

Белки в хлоропластах составляют 35 - 55 % сухого вещества, липиды - 20 - 30 %, пластидные пигменты ­1 - 2 %, РНК и ДНК - 2,5 - 3,5 %. Здесь же обнаруживаются крахмал, некоторые другие углеводы, рибосо­мы и все необходимые для синтеза белка ферментные системы.

Наряду с хлоропластами в клетках растений встречаются окрашенные обычно в желтый и оранже­вый цвет хромопласты. Предполагают, что эти пласти­ды - результат деградации хлоропластов, при кото­рой исчезла гранулярная структура. Вместе с исчезно­вением мембран тилакоидов формируются осмиофильные глобулы, в которых накапливаются ка­ротиноиды. Последние и придают хромопластам ту или иную окраску. Физиологическая роль хромопластов выяснена еще недостаточно. Наличие в них каротина свидетельствует о возможном участии этих структур­ных образований в процессах формирования репро­дуктивных органов и явлениях роста растений.

Лейкопласты сравнительно с рассмотренными выше пластидами несколько меньших размеров и лише­ны окраски. В них частично сохраняется сеть мембран. Расположены они преимущественно в запасающих тка­нях растений и играют важную роль в синтезе крахмала и некоторых других веществ, источником образования которых являются первичные продукты фотосинтеза. Лейкопласты, синтезирующие вторичный крахмал, но­сят название крахмалообразователей или амилопластов.

Все три вида пластид довольно легко переходят друг в друга: лейкопласты - в хлоропласты (позелене­ние клубней картофеля), хлоропласты - в хромоплас­ты (покраснение плодов шиповника, перца), хромоп­ласты - в хлоропласты (позеленение головки корнеп­лода моркови) и т.д.

Как у травянистых, так и у древесных растений (например, в листьях клена) размножение пластид, в частности хлоропластов, идет еще сравнительно про­должительное время после прекращения деления кле­ток. Это новообразование хлоропластов следует за увеличением объема клеток и очень чувствительно к интенсивности света.