Строение и функции органоидов клетки. Органоиды клетки таблица
Органеллы, они же органоиды являются основой правильного развития клетки. Они представляют собой постоянные, то есть никуда не исчезающие структуры, которые имеют определенное строение, от которого напрямую зависят выполняемые ими функции.
Различают органоиды следующих типов: двумембранные и одномембранные.
Строение и функции органоидов клетки заслуживают особого внимания для теоретического и по возможности практического изучения, так как эти структуры, несмотря на свои маленькие, не различимые без микроскопа размеры, обеспечивают поддержание жизнеспособности всех без исключения органов и организма в целом.
Двумембранные органоиды — это пластиды, клеточное ядро и митохондрии. Одномембранные — органеллы вакуолярной системы, а именно: эпс, лизосомы, комплекс (аппарат) Гольджи, различные вакуоли. Существуют также и немембранные органоиды – это клеточный центр и рибосомы. Общее свойство мембранных видов органелл — они образовались из биологических мембран.
Растительная клетка отличается по строению от животной, чему не в последнюю очередь способствуют процессы фотосинтеза. Схему фотосинтетических процессов можно прочитать в соответствующей статье. Строение и функции органоидов клетки указывают на то, что для обеспечения их бесперебойной работы нужно, чтобы каждый из них в отдельности работал бес сбоев.
Клеточная стенка или матрикс состоит из целлюлозы и ее родственной структуры — гемицеллюлозы, а также пектинов. Функции стенки — защита от негативного влияния извне, опорная, транспортная (перенос из одной части структурной единицы в другую питательных веществ и воды), буферная.
Ядро образовано двойной мембраной с углублениями — порами, нуклеоплазмой, содержащей в своем составе хроматин, ядрышками, в которых хранится наследственная информация.
Вакуоль — это ни что иное, как слияние участков ЭПС, окруженной специфической мембраной, называемой тонопластом который регулирует процесс, называемый выделение и обратный ему — поступление необходимых веществ.
ЭПР представляет собой каналы, образованные мембранами, двух типов — гладкими и шероховатыми. Функции, которые выполняет эпр – синтез и транспортная.
Рибосомы – выполняют функцию синтезирования белка.
К основным органоидам относят: митохондрии, пластиды, сферосомы, цитосомы, лизосомы, пероксисомы, АГи транслосомы.
Таблица. Органоиды клетки и их функции
В этой таблице рассматриваются все имеющиеся органоиды клетки, как растительной, как и животной.
| Органоид (Органелла) | Строение | Функции |
| Цитоплазма | Внутренняя полужидкая субстанция, основа клеточной среды, образована мелкозернистой структурой. Содержит ядро и набор органоидов. | Взаимодействие между ядром и органоидами. Транспорт веществ. |
| Ядро | Шаровидной или овальной формы. Образовано ядерной оболочкой, состоящей из двух мембран, имеющих поры. Имеется полужидкая основа, называемая кариоплазма или клеточный сок.Хроматин или нити ДНК, образуют плотные структуры, называемые хромосомами.Ядрышки – мельчайшие, округлые тельца ядра. | Регулирует все процессы биосинтеза, такие как обмена веществ и энергии, осуществляет передачу наследственной информации.Кариоплазма ограничивает ядро от цитоплазмы, кроме того, дает возможность осуществлять обмен между непосредственно ядром и цитоплазмой.В ДНК заключена наследственная информация клетки, поэтому ядро – хранитель всей информации об организме.В ядрышках синтезируются РНК и белки, из которых образуются в последствие рибосомы. |
| Клеточная мембрана | Образована мембрана двойным слоем липидов, а также белком. У растений снаружи покрыта дополнительно слоем клетчатки. | Защитная, обеспечивает форму клеток и клеточную связь, пропускает внутрь клетки необходимые вещества и выводит продукты обмена. Осуществляет процессы фагоцитоза и пиноцитоза. |
| ЭПС (гладкая и шероховатая) | Образована эндоплазматическая сеть системой каналов в цитоплазме. В свою очередь, гладкая эпс образована, соответственно, гладкими мембранами, а шероховатая ЭПС – мембранами, покрытыми рибосомами. | Осуществляет синтез белков и некоторых других органических веществ, а также является главной транспортной системой клетки. |
| Рибосомы | Отростки шероховатой мембраны эпс шарообразной формы. | Главная функция – синтез белков. |
| Лизосомы | Пузырек, окруженный мембраной. | Пищеварение в клетке |
| Митохондрии | Покрыты наружной и внутренней мембранами. Внутренняя мембрана имеет многочисленные складки и выступы, называемые кристами | Синтезирует молекулы АТФ. Обеспечивает клетку энергией. |
| Пластиды | Тельца, окруженные двойной мембраной. Различают бесцветные (лейкопласты) зеленые (хлоропласты) и красные, оранжевые, желтые (хромопласты) | Лейкопласты — накапливают крахмал.Хлоропласты — участие в процессе фотосинтеза.Хромопласты — Накапливание каратиноидов. |
| Клеточный Центр | Состоит из центриолей и микротрубочек | Участвует в формировании цитоскелета. Участие в процессе деления клетки. |
| Органоиды движения | Реснички, жгутики | Осуществляют различные виды движения |
| Комплекс (аппарат) Гольджи | Состоит из полостей, от которых отделяются пузырьки разных размеров | Накапливает вещества, которые синтезируются собственно клеткой. Использование этих веществ или вывод во внешнюю среду. |
Строение ядра — видео
Источник: https://life-students.ru/stroenie-i-funkcii-organoidov-kletki-organoidy-kletki-tablica/
Одномембранные структуры клетки Органеллы — постоянные
Одномембранные структуры клетки
Органеллы — постоянные внутриклеточные структуры, имеющие определенное строение и выполняющие соответствующие функции. Органеллы делятся на две группы: мембранные и немембранные. Мембранные органеллы представлены двумя вариантами: двумембранным и одномембранным.
Двумембранными компонентами являются пластиды , митохондрии и клеточное ядро. К одномембранным относятся органеллы вакуолярной системы — эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли растительных и грибных клеток и др. К немембранным органеллам принадлежат рибосомы и клеточный центр
Одномембранные органеллы Эндоплазматическая сеть (ЭПС) или ретикулум — сложная система каналов и полостей различной формы (трубочки, цистерны), пронизывающая всю цитоплазму.
а) Шероховатая или гранулярная эндоплазматическая сеть : мембраны покрыты мелкими гранулами – рибосомами.
Функции : синтез полипептидов, их частичная модификация и транспорт б) Гладкая, или агранулярная, эндоплазматическая сеть : мембраны лишены рибосом, но здесь скапливаются ферменты липидного, углеводного обмена. Функции : синтез липидов, стероидов, углеводов, их транспорт.
Функции: • Соединяет все клеточные мембранные структуры в единую систему. • Является поверхностью, на которой происходят все внутриклеточные процессы (синтез мембранных белков, липидов и углеводов). • Пространственно разделяет клетку. • По системе каналов осуществляется транспорт веществ.
Комплекс Гольджи Есть почти во всех клетках ( исключение – эритроциты, сперматозоиды ).
Строение: Система уложенных в стопку уплощенных мембранных мешочков – цистерн, трубочек и связанных с ними пузырьков.
Функции: Транспорт веществ, главным образом белков и липидов, поступающих из эндоплазматической сети, предварительная их химическая перестройка, накопление, упаковка в пузырьки, формирование лизосом.
Аппарат Гольджи был назван так в честь итальянского учёного Камилло Гольджи, впервые обнаружившего в 1897 году
Комплекс Гольджи
Функции Комплекса Гольджи 1) сортировка, накопление и выведение секреторных продуктов 2) завершение посттрансляционной модификации белков 3) накопление молекул липидов и образование липопротеидов 4) образование лизосом 5) синтез полисахаридов для образования гликопротеидов, восков, слизей, веществ матрикса клеточных стенок растений (гемицеллюлоза, пектины) 6) формирование клеточной пластинки после деления ядра в растительных клетках 7) участие в формировании акросомы ; формирование сократимых вакуолей простейших.
Функции Аппарата Гольджи: В цистернах Аппарата Гольджи созревают белки предназначенные для секреции, трансмембранные белки плазматической мембраны , белки лизосом и т. д. Созревающие белки последовательно перемещаются по цистернам органеллы, в которых происходит их окончательное сворачивание, а также модификации — гликозилирование и фосфорилирование.
Разделение белков на 3 потока: 1. лизосомальный — гликозилированные белки (с маннозой) поступают в цис-отдел комплекса Гольджи, некоторые из них фосфорилируются, образуется маркёр лизосомальных ферментов — манноза-6 -фосфат. В дальнейшем эти фосфорилированные белки не будут подвергаться модификации, а попадут в лизосомы. 2. конститутивный экзоцитоз (конститутивная секреция).
В этот поток включаются белки и липиды, которые становятся компонентами поверхностного аппарата клетки, в том числе гликокаликса, или же они могут входить в состав внеклеточного матрикса. 3. Индуцируемая секреция — сюда попадают белки, которые функционируют за пределами клетки, поверхностного аппарата клетки, во внутренней среде организма. Характерен для секреторных клеток.
Заканчивая рассмотрение строения и работы такой сложной мембранной органеллы, как аппарат Гольджи , необходимо подчеркнуть, что несмотря на кажущуюся морфологическую однородность его компонентов, вакуоли и цистерны, на самом деле, это не просто скопище пузырьков, а стройная, динамичная сложно организованная, поляризованная система.
Лизосомы
Лизосомы Встречаются во всех клетках, рассеяны по цитоплазме. Строение: Одномембранные пузырьки разнообразной формы и размеров; содержат различные протеолитические ферменты (около 40). Функции: Участвуют во внутриклеточном пищеварении, т. е. расщеплении крупных молекул. Могут разрушать и структуры самой клетки, вызывая ее гибель – аутолиз.
Лизосома — клеточныйорганоидразмером 0, 2— 0, 4 мкм. Эти одномембранные органоиды.
Лизосомы были впервые описаны в 1955 году Кристианом де Дювом в животной клетке, а позже были обнаружены и в растительной.
Лизосомы У растений к лизосомам по способу образования отчасти и по функциям близкивакуоли. Наличие лизосом характерно для клеток всехэукариот. Упрокариотлизосомы отсутствуют, так как у них отсутствуетфагоцитози нет внутриклеточного пищеварения.
Признаки лизосом Один из признаков лизосом— наличие в них ряда ферментов (кислыхгидролаз), способных расщеплять белки, углеводы, липидыи нуклеиновые кислоты.
К числу ферментов лизосом относятсякатепсины(тканевые протеазы), кислая рибонуклеаза, фосфолипазаи др. в лизосомах присутствуют ферменты, которые способны отщеплять от органических молекул сульфатные (сульфатазы) или фосфатные (кислая фосфатаза) группы.
Образование лизосом и их типы Лизосомы формируются из пузырьков (везикул), отделяющихся отаппарата Гольджи, и пузырьков (эндосом), в которые попадают вещества приэндоцитозе.
В образовании аутолизосом (аутофагосом) принимают участие мембраны эндоплазматического ретикулума.
Все белки лизосом синтезируются на «сидячих» рибосомах на внешней стороне мембран эндоплазматического ретикулума и затем проходят через его полость и через аппарат Гольджи.
Лизосомы — гетерогенные органеллы, имеющие разную форму, размеры, ультраструктурные и цитохимические особенности. «Типичные» лизосомы животных клеток обычно имеют сферическую или овальную форму. Число лизосом варьирует от одной (крупная вакуоль во многих клетках растений и грибов) до нескольких сотен или тысяч (в клетках животных).
Различают первичные и вторичные лизосомы. Первые образуются в области аппарата Гольджи, в них находятся ферменты в неактивном состоянии, вторые же содержат активные ферменты.
Среди лизосом можно также выделить гетеролизосомы (переваривающие материал, поступающий в клетку извне— путем фаго- или пиноцитоза) и аутолизосомы (разрушающие собственные белки или органоиды клетки).
Наиболее широко используется следующая классификация лизосом и связанных с ними компартментов: Ранняя эндосома — в нее поступают эндоцитозные (пиноцитозные) пузырьки. Поздняя эндосома — в нее из ранней эндосомы поступают пузырьки с материалом, поглощенном при пиноцитозе, и пузырьки из аппарата Гольджи с гидролазами.
классификация Лизосома — в нее из поздней эндосомы поступают пузырьки со смесью гидролаз и перевариваемого материала.
классификация Фагосома — в нее попадают более крупные частицы (бактерии ит. п. ), поглощенные путем фагоцитоза. Фагосомы обычно сливаются с лизосомой.
классификация Аутофагосома — окруженный двумя мембранами участок цитоплазмы, обычно включающий какие-либо органоиды и образующийся при макроаутофагии. Сливается с лизосомой.
классификация Мультивезикулярные тельца — обычно окружены одинарной мембраной, содержат внутри более мелкие окруженные одинарной мембраной пузырьки. Образуются в результате процесса, напоминающего микроаутофагию, но содержат материал, полученный извне. По стадии формирования соответствуют ранней эндосоме.
классификация Остаточные тельца (телолизосомы) — пузырьки, содержащие непереваренный материал (липофусцин). В нормальных клетках сливаются с наружной мембраной и путем экзоцитоза покидают клетку. При старении или патологии накапливаются.
Функции лизосом переваривание захваченных клеткой при эндоцитозе веществ или частиц (бактерий, других клеток) аутофагия— уничтожение ненужных клетке структур, например, во время замены старых органоидов новыми, или переваривание белков и других веществ, произведенных внутри самой клетки
автолиз — самопереваривание клетки, приводящее к ее гибели (иногда этот процесс не является патологическим, а сопровождает развитие организма или дифференцировку некоторых специализированных клеток).
Пример: При превращении головастика в лягушку, лизосомы, находящиеся в клетках хвоста, переваривают его: хвост исчезает, а образовавшиеся во время этого процесса вещества всасываются и используются другими клетками тела.
Функции лизосом
Клиническое значение. Болезни, связанные с нарушением работы лизосом Иногда из-за неправильной работы лизосом развиваются болезни накопления, при которых ферменты из-за мутаций не работают или работают плохо.
Примером болезней накопления может служить амавротическая идиотия при накоплении гликогена. Разрыв лизосомы и выход вгиалоплазмурасщепляющих ферментов сопровождается резким повышением их активности.
Такого рода повышение активности ферментов наблюдается, например, в очагахнекрозапри инфаркте миокарда и при действии излучения.
Вакуоль Вакуоли — одномембранные органоиды, представляют собой «емкости» , заполненные водными растворами органических и неорганических веществ. В образовании вакуолей принимают участие ЭПС и комплекс 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).
Вакуоль животной клетки растительной клетки • фагоцитозная • пищеварительная • аутофагическая • сократительная Центральная вакуоль
Строение вакуоли тонопластклеточный сок вода нитраты фосфаты хлориды моносахариды дисахариды танины органические кислоты соли органических кислот p. H 2 -5 полисахариды белки
Функция № 1 Поддержание тургорного давления. Вакуоль функционирует в качестве осмометра и придает клетке необходимую прочность и тургисцентность. Функция № 2 Иногда в вакуолях содержатся растворимые пигменты.
В эту группу входят антоцианы, имеющие красную, синюю или пурпурную окраску, и некоторые родственные соединения, окрашенные в желтый или кремовый цвет. Именно эти пигменты главным образом и определяют окраску цветов. Накопление запасных веществ и «захоронение» отбросов, т. е.
конечных продуктов метаболизма клетки. Иногда вакуоли разрушают токсичные или ненужные клетке вещества. Функция №
Пероксисомы — это мельчайшие пузырьки, содержащие набор ферментов. Функции: 1) Пероксисомы содержат в себе белки на поверхности мембраны, который выполняет функции в качестве рецептора распознающего сигналы на вносимом белке. Из всех белков пероксимом, больше известен фермент из группы гидропероксидаз – каталаза 2) Участвуют в обменных реакциях: в метаболизме липидов, холестерина и др.
Пероксисомы • Пероксисома (лат. peroxysoma ) — обязательная органелла эукариотической клетки, ограниченная мембраной, содержащая большое количество ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции (оксидазы D-аминокислот , уратоксидазы и каталазы). Имеет размер от 0, 2 до 1, 5 мкм, отделена от цитоплазмы одной мембраной
Функции пероксисом Набор функций пероксисом различается в клетках разных типов. Среди них: окисление жирных кислот, фотодыхание, разрушение токсичных соединений, синтез желчных кислот, холестерина, а также эфиросодержащих липидов, построение миелиновой оболочки нервных волокон, метаболизме фитановой кислоты и т. д.
Наряду с митохондриями пероксисомы являются главными потребителями O 2 в клетке.
В пероксисоме обычно присутствуют ферменты, использующие молекулярный кислород для отщепления атомов водорода от некоторых органических субстратов с образованием перекиси водорода : Каталаза использует образующуюся для окисления множества субстратов — например, фенолов, муравьиной кислоты, формальдегида и этанола: Этот тип окислительных реакций особенно важен в клетках печени и почек, пероксисомы которых обезвреживают множество ядовитых веществ, попадающих в кровоток. Почти половина поступающего в организм человека этанола окисляется до ацетальдегида этим способом. Кроме того, реакция имеет значения для детоксикации клетки от самой перекиси водорода.
Немембранные органеллы Рибосомы — встречаются во всех типах клеток (включая и прокариотические). Могут свободно лежать в цитоплазме или соединяться с мембранами ЭПС. Есть в митохондриях, пластидах.
Строение: Небольшие сферические тельца, образованные двумя неравными субъединицами – большой и малой, которые состоят из 3 -4 молекул рибосомальной РНК и более 50 молекул белков. В рибосомах всегда есть и ионы магния, поддерживающие их структуру.
Функции: • синтез полипептидных цепочек (второй этап синтеза белка – трансляция).
Клеточный центр Встречается почти во всех клетках животных (кроме некоторых видов простейших) и некоторых растений. Отсутствует у цветковых и низших грибов. Строение: Состоит из двух центриолей, расположенных перпендикулярно другу.
Центриоль – небольшая цилиндрическая органелла, стенку которой образует 9 групп (триплетов) из трех слившихся микротрубочек. Функции: • принимает участие в образовании веретена деления (ахроматинового веретена).
Центриоли образуют базальные тельца ресничек, жгутиков.
Микротрубочки и Микрофиламенты Строение: Сложная система нитей, пронизывающая всю цитоплазму. Нити формируются из молекул различных сократительных белков (миозин, тубулин и др. ).
Функции: • вместе с некоторыми другими элементами формируют цитоскелет клетки • обеспечивают внутриклеточное движение органелл, а также движение клеток, сокращение мышечных волокон • формируют нити митотического веретена
Красное — ядро Зеленое — микротрубочки Желтое — аппарат Гольджи
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Источник: http://present5.com/odnomembrannye-struktury-kletki-organelly-postoyannye/
Биология в лицее
Цитоплазма. Одномембранные органоиды: ЭПС, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксиомы, вакуоли. / Двумембранные органоиды клетки: митохондрии, пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты) / Немембранные органоиды клетки: рибосомы, цитоскелет, клеточный центр, базальные тельца, жгутики и реснички, включения
Цитоплазма — это особый рабочий аппарат клетки, в котором происходят основные процессы обмена веществ и превращения энергии и сосредоточены органоиды.
Функциональный аппарат цитоплазмы состоит из:
- гиалоплазмы основной цитоплазмы. Это коллоидные растворы белков и других органических веществ с истинными растворами минеральных солей;
- немембранных структур;
- мембранных структур и их содержимого.
| Цитоплазма | |
| ↓ | ↓ |
| гиалоплазма | органоиды |
| цитозоль, матрикс – растворимая часть цитоплазмы – сложная коллоидная система, состоящая из белков, нуклеиновых кислот, углеводов, воды, пронизанная белковыми нитями (цитоскелет) | одномембранныедвумембранныенемембранные |
Функции:
|
Аппарат цитоплазмы находится в тесной связи с поверхностным и ядерным аппаратом клетки, составляя с ним целостную структуру.
Одномембранные органоиды клетки
Эндоплазматическая сеть (ЭПС), или ретикулум (ЭР) — это система каналов и полостей различной формы, пронизывающая всю цитоплазму. Мембраны покрыты мелкими рибосомами (шероховатая, гранулярная) или лишены их (гладкая, агранулярная). Здесь скапливаются ферменты липидного и углеводного обмена.
ЭПС соединяет все клеточные мембранные структуры в единую систему. Является поверхностью, на которой происходят все внутриклеточные процессы. Пространственно разделяет клетку. Здесь идёт синтез полипептидов, липидов, углеводов, их частичная модификация и транспорт.
Функция / локализация
Гранулярная ЭПС: транспорт белка, синтезируемого на рибосомах. Железистые и нервные клетки. Агранулярная ЭПС: место синтеза липидов и стероидов. Сальные железы, клетки печени, семена растений.
Комплекс Гольджи (аппарат Гольджи) — это стопка уплощённых мембранных мешочков — цистерн, трубочек и связанных с ними пузырьков. Здесь идёт транспорт веществ: белков и липидов, поступающих из ЭПС, предварительная их химическая перестройка, накопление, упаковка в пузырьки, формирование лизосом.
Комплекс Гольджи встречается почти во всех клетках (исключение — эритроциты и сперматозоиды). Располагается обычно около ядра; клетка может иметь один или несколько комплексов Гольджи.
Функция / локализация
Накопление, модификация, упаковка, секреция и транспорт органических веществ, обновление биомембран, образование лизосом. Аппарат Гольджи развит в клетках, вырабатывающих белковый секрет, в яйцеклетках, нейронах.
Лизосомы — это небольшие округлые тельца, одномембранные пузырьки разнообразной формы и размеров. Содержат различные протеолитические ферменты (около 40), участвуют во внутриклеточном пищеварении.
Функция / локализация
Участие во внутриклеточном переваривании, расщепление и удаление отмерших органоидов (автофагия), разрушение структуры самой клетки после ее отмирания (автолиз). Особенно много в лейкоцитах.
Пероксисомы – сферические одномембранные органоиды, содержащие каталазу – фермент, расщепляющий пероксид водорода.
Функция / локализация
Интоксикация веществ, окислительные реакции. Много в клетках печени.
Вакуоли – мембранные мешки, заполненные клеточным соком и ограниченные одинарной мембраной – тонопластом.
Функция / локализация
Хранение продуктов обмена веществ, осмотические свойства клеток, функция лизосом. В растительных клетках – одна большая вакуоль, в животных – много мелких: пищеварительные, сократительные.
ЭПС, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли образуют единую вакуолярную систему клетки, отдельные элементы которой могут переходить друг в друга при перестройке и изменении функций мембран.
Двумембранные органоиды
Митохондрии встречаются почти во всех клетках (кроме зрелых эритроцитов млекопитающих). В разных типах клеток может быть от 50 до 500 митохондрий.
Их наружная мембрана гладкая, внутренняя образует многочисленные складки — кристы. На кристах находятся ферменты, участвующие в синтезе АТФ. Внутреннее содержимое митохондрий — матрикс — содержит одну кольцевую молекулу ДНК, РНК, рибосомы, белки, фосфолипиды. Здесь идёт синтез АТФ (универсального источника энергии для всех биохимических процессов клетки) и стероидных гормонов.
Состав и строение митохондрий
| Элемент структуры | Особенности строения | Особенности химического состава |
| Наружная мембрана | Гладкая | Липиды и белки плазматической мембраны |
| Внутренняя мембрана | Имеет кристы (выросты) | Дыхательные ферменты; АТФ-синтетаза |
| Матрикс | Вязкая жидкость, содержит рибосомы | Белки, углеводы, липиды, РНК, ДНК, АТФ и др. |
Митохондрии в клетках живых существ отвечают за выработку энергии. Они обладают собственным генетическим аппаратом и передаются по материнской линии.
Пластиды — органоиды, характерные только для растительных клеток.
Хлоропласты, как и митохондрии, размножаются делением. Основная характеристика, объединяющая эти органоиды, состоит в том, что они имеют собственную генетическую информацию и синтезируют собственные белки.
Хлоропласты легко могут перерождаться в другие типы пластид. Мы наблюдаем это при пожелтении и покраснении созревающих плодов или листьев осенью. В темноте хлоропласты способны обесцвечиваться, превращаясь в лейкопласты. Однако эти процессы необратимы: лейкопласты и хромопласты никогда не превращаются обратно в хлоропласты.
Хромопласты образуются из хлоропластов и лейкопластов в результате внутренней перестройки. Имеют двойную мембрану, но, в отличие от лейкопластов и хлоропластов, не имеют внутренней мембранной структуры.
Немембранные органоиды
Рибосома состоит из двух субъединиц.
70S рибосома (у прокариот) – Малая субчастица: 1 молекула рРНК и 21 молекула белка + Большая субчастица: 2 молекулы рРНК и 34 молекулы белка + Нуклеопротеид.
80S рибосома (у эукариот) – Малая субчастица: 1 молекула рРНК и 21 молекула белка + Большая субчастица: 3 молекулы рРНК и больше молекул белка + Нуклеопротеид.
Встречаются в прокариотических и эукариотических клетках. Лежат свободно в цитоплазме или соединены с мембраной ЭПС. Есть в митохондриях, пластидах. Состоят из рРНК и белков, иона магния. Могут образовывать комплексы – полисомы (полирибосомы) – много рибосом на иРНК. Осуществляют биосинтез белка.
Цитоскелет – внутренний скелет клетки, образованный сетью белковых волокон:
- микротрубочки – Ø 25 нм, белок тубулин;
- промежуточные филаменты – Ø 8-10 нм;
- микрофиламенты – Ø 5-7 нм, белок актин.
Функции: внутриклеточное движение, поддержание формы клетки.
Клеточный центр принимает участие в делении клеток животных и низших растений. Он представляет собой ультрамикроскопический органоид немембранного строения. Состоит из двух центриолей. Центриоли расположены перпендикулярно друг другу.
Центриоли клеточного центра встречаются в клетках животных и водорослей, высших грибов.
Центриоли состоят из белковых микротрубочек, участвующих в образовании нитей веретена деления (при делении клетки центриоли расходятся к полюсам, к ним прикрепляются нити веретена деления, которые равномерно распределяют хромосомы по дочерним клеткам), а также участвуют в образовании жгутиков и ресничек цитоскелета. Микротрубочки обеспечивают внутриклеточное движение организмов.
Базальные тельца по структуре идентичны центриолям, лежат в основании жгутиков и ресничек, укрепляют их в цитоплазме.
Органоиды движения — реснички и жгутики. Это выросты мембраны диаметром около 0,25 мкм, содержащие внутри микротрубочки. Такие органоиды имеются у многих клеток: у простейших, одноклеточных водорослей, зооспор, сперматозоидов, в клетках тканей многоклеточных животных, например в дыхательном эпителии.
Реснички — многочисленные цитоплазмические выросты на поверхности мембраны. Жгутики — единичные цитоплазматические выросты на поверхности клетки.
Микроворсинки – выросты мембраны, содержащие пучки актина и миозина.
Клеточные включения — непостоянные образования, возникающие и исчезающие в процессе жизнедеятельности клетки. Основное место их локализации — цитоплазма. Химический состав включений разнообразен. Они могут накапливаться в виде кристаллов, гранул, капель.
Жировые включения в виде капель встречаются в цитоплазме простейших, у млекопитающих — в специальных жировых клетках соединительной ткани. Семена некоторых растений содержат очень много жира.
Углеводы могут накапливаться в виде гранул гликогена у животных в печени или в цитоплазме простейших. У растений гранулы крахмала по форме специфичны для каждого вида. Белковыми гранулами богата цитоплазма яйцеклеток.
Источник: http://biolicey2vrn.ru/index/citoplazma_odnomembrannye_organoidy_teorija/0-842
Фламинго-НН
Одномембранные органоиды — органоиды, окруженнные одной мембраной. К ним относятся эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы и вакуоли.
Эндоплазматическая сеть(греч. endon — внутри иplasma — образование)(ЭПС), илиэндоплазматический ретикулум (лат.
reticulum — сеточка) (ЭПР) — это универсальный для всех эукариотических клеток одномембранный органоид, представляющий собой систему полостей, каналов, трубочек и образующий внутри клетки мембранную сеть, объединенную в единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки.
ЭПС была открыта в 1945 году К. Портером (США) в клетках соединительной ткани. За изучение структуры и функций ЭПС румыно-американский биолог Дж. Паладе удостоен в 1974 году Нобелевской премии.
Мембрана ЭПС имеет типичное жидкостно-мозаичное строение. Площадь мембраны ЭПС составляет около половины площади всех мембран клетки, а объем содержимого ЭПС — более 10% объема цитоплазмы. Морфологически ЭПС дифференцирована на шероховатую и гладкуюЭПС, которые выполняют разные функции.
Шероховатая, или гранулярная, ЭПСпредставлена совокупностью соединяющихся между собой уплощенных мембранных цистерн, на наружной поверхности которых находится большое количество рибосом, синтезирующих белки.
Часть синтезированных полипептидных цепочек поступает в полость шероховатой ЭПС или встраивается в ее мембрану и функционирует в самой ЭПС, другая часть модифицируется (например, разрезается на части или превращается в гликопротеиды) и выводится из эндоплазматической сети и используется для нужд клетки.
Таким образом, главной функцией шероховатой ЭПС является синтез полипептидных молекул и их модификация.
Гладкая ЭПС представлена системой сообщающихся между собой мембранных трубочек, стенки которых в некоторых местах переходят в мембрану шероховатой ЭПС. В отличие от гранулярной эндоплазматической сети на мембранах гладкой сети нет рибосом.
Этот отдел выполняет ряд важнейших клеточных функций. Мембрана гладкой ЭПС содержит ферменты синтеза липидов и углеводов.
Образующиеся здесь фосфолипиды остаются в билипидном слое ЭПС или транспортируются специальными белками в другие клеточные мембраны; синтезированные углеводы используются в отделах шероховатой ЭПС для модификации белковых молекул или транспортируются в различные части клетки в неизменном виде.
Гладкая ЭПС также обезвреживает токсичные (ядовитые) для организма вещества. Так, при некоторых отравлениях в клетках печени появляются обширные зоны, заполненные гладкими мембранами ЭПС.
Функции эндоплазматической сети
| Синтез белков, липидов и углеводов | На мембранах гладкой ЭПС синтезируются липиды и углеводы; рибосомы шероховатой ЭПС синтезируют полипептиды |
| Модификация синтезированных молекул | В полостях ЭПС синтезированные молекулы подвергаются модификации, при этом из полипептидных цепочек формируются специфические для данной клетки белки, также образуются гликопротеиды и липопротеиды |
| Транспорт синтезированных молекул | Продукты синтеза ЭПС по ее каналам и трубочкам поступают в разные части клетки |
| Защита от токсинов | Гладкая часть ЭПС принимает участие в защите клетки от токсических веществ |
Комплекс Гольджи (аппарат Гольджи) — одномембранный органоид эукариотической клетки, главной функцией которого является транспорт и химическая модификация поступающих в него из эндоплазматической сети веществ.
Структуру, известную теперь как аппарат Гольджи, впервые обнаружил в клетках в 1898 годуКамилло Гольджи, итальянский врач и цитолог, лауреат Нобелевской премии 1906 году по физиологии и медицине. Детальное исследование этого органоида было сделано позже с помощью электронного микроскопа.
Комплекс Гольджи представляет собой стопку уплощенных мембранных цистерн и связанную с ними систему пузырьков, называемых пузырьками Гольджи. На одном конце этой стопки постоянно образуются новые цистерны путем слияния пузырьков, отпочковывающихся от эндоплазматической сети. Эти цистерны содержат еще незрелые молекулы органических веществ, синтезированные в ЭПС.
В цистернах комплекса Гольджи подвергаются модификации белки, предназначенные для секреции, белки плазматической мембраны, ферменты лизосом и т. д. Созревающие белки последовательно перемещаются по цистернам. На другом конце стопки завершается модификация молекул и созревание цистерн, которые вновь распадаются на пузырьки.
Таким образом, цистерны в стопке постепенно смещаются от одного конца к другому.
Функции комплекса Гольджи
| Химическая модификация веществ | Исходным субстратом для химической модификации являются вещества, поступающие в из ЭПС. Ферменты мембран аппарата Гольджи осуществляют различные химические реакции, в результате которых образуются вещества, необходимые клетке |
| Транспорт веществ | Аппарат Гольджи принимает участие в транспорте липидов. При переваривании липиды расщепляются и всасываются в тонкой кишке в виде жирных кислот и глицерина. В гладкой ЭПС клеток кишечной ворсинки липиды ресинтезируются. Они покрываются белковой оболочкой и через аппарат Гольджи транспортируются к плазматической мембране, через которую путем экзоцитоза покидают клетку и поступают в лимфатическую систему |
| Формирование лизосом | В цистернах аппарата Гольджи происходит созревание ферментов лизосом, их сортировка и упаковка в мембранные оболочки |
Комплекс Гольджи встречается почти во всех клетках (исключение — эритроциты и сперматозоиды). Располагается обычно около ядра; клетка может иметь один или несколько комплексов Гольджи.
Лизосомы (лат. lysis — расщепление и soma — тело) — органоиды клетки, главной функцией которых является внутриклеточное пищеварение.
Лизосомы открыл в 1949 году бельгийский цитолог и биохимик Кристиан Рене Де Дюв, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1974 году.
Лизосомы представляют собой простые мембранные мешочки округлой формы диаметром ~0,2 — 0,5 мкм, стенки которых состоят из одного слоя мембраны. Лизосомы наполнены пищеварительными гидролитическими ферментами, активными в кислой среде (pH меньше 7).
Ферменты в лизосомах изолированы от всех остальных структур клетки, что предохраняет эти структуры от переваривания. Заключенные в лизосомах ферменты синтезируются шероховатой ЭПС и транспортируются к аппарату Гольджи.
Позже от него отпочковываются пузырьки Гольджи, содержащие ферменты, подвергшиеся необходимым превращениям. Они называются первичными лизосомами.
Лизосомы выполняют функции, связанные с внутриклеточным перевариванием и с секрецией пищеварительных ферментов.
Функции лизосом
| Переваривание материалов, поглощенных путем эндоцитоза | Первичные лизосомы могут сливаться с пузырьками или вакуолями, образовавшимися в процессе эндоцитоза. При этом образуются вторичные лизосомы, в которых происходит переваривание материалов, поступивших в клетку путем эндоцитоза. Вторичную лизосому называют также пищеварительной вакуолью |
| Выделение ферментов из клетки посредством экзоцитоза | Ферменты, содержащиеся в первичных лизосомах, могут выделяться из клеток наружу. Это происходит, например, в процессе развития костной ткани, когда хрящ заменяется костной тканью. Клетки пищеварительных желез выделяют таким образом ферменты, образовавшиеся в цистернах аппарата Гольджи, в кишечную полость |
| Автофагия | Автофагия (греч. autós — сам и phagos — пожиратель) — это процесс уничтожения клеткой ненужных ей структур. Сначала такие структуры окружаются мембраной, отделяющейся от ЭПС, затем этот мембранный мешочек сливается с первичной лизосомой. В результате этого образуется вторичная лизосома, в которой происходит переваривание. Автофагия — завершение жизненного цикла органоидов, более не способных выполнять свои функции |
| Автолиз | Cаморазрушение клетки, наступающее в результате высвобождения содержимого ее лизосом. В результате автолиза клеток, например, происходит перестройка органов (хвоста) у головастика при превращении его в лягушку. Иногда автолиз является следствием повреждения или гибели клетки |
Лизосомы расположены в цитоплазме почти всех эукариотических клеток. Особенно много лизосом в тех клетках, которые обладают способностью к фагоцитозу.
Вакуоль (франц. vacuole — пустота, от лат. vacuus — пустой) является обязательной принадлежностью растительной клетки.
Она представляет собой крупный мембранный пузырек, заполненный клеточным соком, состав которого отличается от окружающей цитоплазмы.
Вакуоль накапливает запасные питательные вещества и регулирует водно-солевой обмен, контролируя поступление воды в клетку и из клетки.
Пищеварительные вакуоли — одномембранные пузырьки, образующиеся в цитоплазме клеток хищных простейших и способных к фагоцитозу клеток многоклеточных организмов.
У простейших пищеварительные вакуоли образуются после захвата частиц пищи. У многоклеточных организмов пищеварительные вакуоли присутствуют в клетках, способных к фагоцитозу.
Формирование пищеварительной вакуоли в лейкоците: 1 — приближение бактерии к лейкоциту; 2 — прилипание бактериальной клетки к оболочке лейкоцита; 3,4 — эндоцитоз; 5 — слияние пищеварительной вакуоли с первичными лизосомами; 6 — процесс переваривания
После поглощения клеткой бактерии или какой-то другой частицы пищеварительная вакуоль оказывается в цитоплазме. Там она сливается с первичной лизосомой, отделившейся от комплекса Гольджи. Пузырек — результат этого слияния — называют вторичной лизосомой. После этого захваченная частица начинает растворяться.
Минут через 20 внутри вторичной лизосомы виднеются только несколько непереваренных бесформенных кусочков. Затем вторичная лизосома подплывает к мембране клетки и сливается с ней, выбрасывая из клетки наружу непереваренные фрагменты, либо пищеварительная вакуоль превращается в специальную вакуоль накопления.
Источник: http://flamingo-nn.ucoz.com/load/obshhaja_biologija/uchenie_o_kletke/odnomembrannye_organoidy/26-1-0-231
Лекция. Одномембранные органоиды
Органоиды – постоянные, обязательно присутствующие структуры клетки, выполняющие специфические функции и имеющие определенное строение.
В зависимости от строения, органоиды можно разделить на две группы – мембранные, в состав которых обязательно входят мембраны, и немембранные.
В свою очередь мембранные органоиды могут быть одномембранными – если образованы одной мембраной и двумембранными – если оболочка органоидов состоит из двух мембран.
Органоиды
Мембранные Немембранные
Одномембранные Двумембранные
1.Эндоплазматическая сеть 1. Митохондрии 1. Рибосомы
2. Комплекс Гольджи 2. Пластиды 2. Клеточный центр
3. Лизосомы 3. Ядро 3. Цитоскелет
4. Вакуоли 4. Жгутики прокариот
5. Пероксисомы 5. Хромосомы ядра
6. Реснички и жгутики эукариот 6. Миофибриллы
|
Рассмотрим строение и функции одномембранных органоидов.
Эндоплазматическая сеть (ЭПС), 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 три вида ЭПС: шероховатую (гранулярную), содержащую на своей поверхности рибосомы, и представляющую собой совокупность уплощенных мешочков, связанных друг с другом; гладкую (агранулярную), имеющую трубчатое строение, мембраны которой не несут рибосом; и промежуточную, соединяющую шероховатую и гладкую ЭПС.
ЭПС отвечает за транспорт веществ, образует компартменты («отсеки»), в которых происходят различные реакции. На гладкой ЭПС происходит синтез углеводов и липидов, на шероховатой – синтез белка. По каналам ЭПС молекулы белка транспортируются к комплексу Гольджи, отделяются от ЭПС в виде мембранных пузырьков с органическими молекулами, которые сливаются с комплексом Гольджи.
Аппарат Гольджи, комплекс Гольджи – одномембранный органоид. Представляет собой стопки уплощенных «цистерн» с расширенными краями, с которыми связана система мелких одномембранных пузырьков (пузырьки Гольджи).
Пузырьки Гольджи в основном сконцентрированы на стороне, примыкающей к ЭПР, и по периферии стопок.
Полагают, что они переносят в аппарат Гольджи белки и липиды, молекулы которых, передвигаясь из цистерны в цистерну, подвергаются химической модификации.
Важнейшая функция комплекса Гольджи – выведение из клетки различных секретов (ферментов, гормонов), поэтому он хорошо развит в секреторных клетках – «экспортная система» клетки.
У аппарата Гольджи выделяют две разные стороны: формирующую (проксимальную, cis-полюс), обращенную к ЭПС, поскольку именно оттуда поступают небольшие пузырьки, несущие в аппарат Гольджи белки и липиды и зрелую (дистальную, trans-полюс), от которой постоянно отпочковываются пузырьки, несущие белки и липиды в разные компартменты клетки или за ее пределы.
Каждая стопка комплекса Гольджи обычно состоит из четырех-шести «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 обычно расположен около клеточного ядра (в животных клетках часто вблизи клеточного центра).
Наружная часть аппарата Гольджи постоянно расходуется в результате отшнуровывания пузырьков, а внутренняя – постепенно формируется за счет деятельности ЭПР.
|
Функции комплекса Гольджи: накопление белков, липидов, углеводов; модификация и упаковка в мембранные пузырьки (везикулы) поступивших органических веществ; секреция белков, липидов, углеводов; место образования лизосом. Секреторная функция является важнейшей, поэтому аппарат Гольджи хорошо развит в секреторных клетках.
Лизосомы – одномембранные органоиды. Представляют собой мелкие пузырьки (диаметр от 0,5 до 2 мкм), содержащие набор гидролитических ферментов.
Ферменты синтезируются на шероховатой ЭПС, перемещаются в аппарат Гольджи, где происходит их модификация и упаковка в мембранные пузырьки лизосом.
Лизосома может содержать от 20 до 60 различных видов гидролитических ферментов. Расщепление веществ с помощью ферментов называют лизисом.
Различают первичные и вторичные лизосомы. Первичными называются лизосомы, отпочковавшиеся от аппарата Гольджи.
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 везикула 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. Таким образом, лизосомы отвечают за внутриклеточное разрушение макромолекул органических веществ – «пищеварительная система» клетки и за уничтожение ненужных клеточных и неклеточных структур.
|
Пероксисомы – органоиды, сходные по строению с лизосомами, пузырьки с диаметром до 1,5 мкм с однородным матриксом, содержащим около 50 ферментов.
Важнейшими ферментами являются оксидазы, катализирующие перенос двух атомов водорода с органических молекул (аминокислот, углеводов, жирных кислот) непосредственно на кислород, при этом образуется пероксид водорода, опасный для клетки окислитель:
АН2 + О2 → А + Н2О2
Образующуюся перекись водорода каталаза использует для окисления различных субстратов: Н2О2 + АН2 → А + 2Н2О. В клетках печени пероксисомы крупные и их много, каталаза окисляет этиловый спирт до уксусного альдегида. Избыток Н2О2 и Н2О2, образовавшийся в другом месте клетки, также разрушается каталазой (2Н2О2 → 2Н2О + О2).
Наряду с митохондриями пероксисомы активно используют кислород в качестве окислителя.
Существует гипотеза, согласно которой пероксисомы – древние органоиды, которые появились раньше митохондрий: когда появился кислород в атмосфере, токсичный для большинства клеток, пероксисомы снижали его концентрацию в клетках, одновременно используя его для окислительных реакций.
Образуются пероксисомы отпочковываваясь от ранее существующих, т.е. относятся к самовоспроизводящимся органоидам, несмотря на то, что не содержат ДНК. Растут благодаря поступлению в них ферментов, ферменты пероксисом образуются на шероховатой ЭПС и в гиалоплазме. В крупных пероксисомах выявляется плотная сердцевина – нуклеоид, соответствующий области конденсации ферментов.
Вакуоли – одномембранные органоиды. Вакуоли 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). Из органических веществ чаще запасаются сахара и белки.
Сахара – чаще в виде растворов, белки поступают в виде пузырьков ЭПР и аппарата Гольджи, после чего вакуоли обезвоживаются, превращаясь в алейроновые зерна.
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.
Растительные вакуоли отвечают за накопление воды и поддержание тургорного давления, накопление водорастворимых метаболитов – запасных питательных веществ и минеральных солей, окрашивание цветов и плодов и привлечение тем самым опылителей и распространителей семян. Пищеварительные и автофагические вакуоли – разрушают органические макромолекулы; сократительные вакуоли регулируют осмотическое давление клетки и выводят ненужные вещества из клетки.
Эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы и вакуоли образуют единую вакуолярную сеть клетки, отдельные элементы которой могут переходить друг в друга.
|
Реснички и жгутики.
Эти органоиды участвуют в процессах движения и представляют собой каркас из микротрубочек, называемый аксонемой, окруженный плазмалеммой. Длина ресничек – до 10 мкм, жгутики отличаются только размерами и их длина достигает 70 мкм.
В основании ресничек и жгутиков находится базальное тельце, в котором 9 триплетов микротрубочек.
Аксонема образована 9 периферическими парами микротрубочек и одной центральной парой, напоминает велосипедное колесо: ось – пара микротрубочек, спицы – особые белки, соединяющие центральную пару микротрубочек с периферическими парами, и обод, образованный 9 парами микротрубочек. Реснички имеют клетки дыхательных путей человека, эпителий маточных труб. Жгутики у человека имеются только у мужских половых клеток – сперматозоидов. У прокариот строение жгутиков иное, и они не окружены мембраной.
Многие клетки могут иметь на поверхности тонкие выпячивания – микроворсинки для увеличения поверхности (клетки тонкого кишечника, извитых канальцев почек). В отличии от ресничек они не способны совершать движения, у них под мембраной отсутствуют микротрубочки аксонемы.
Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 858;
Источник: https://poznayka.org/s103407t1.html
Загрузка...
