Органоиды клетки, биология

Если дать определение органеллам или органоидам клетки, то это – компоненты, существование которых жизненно необходимо клетке. И это постоянные компоненты. Все они располагаются внутри клетке в ее цитоплазме.

Функции органелл клетки

Функции органелл очень разнообразны. Это и самое простое – накопление воды и питательных веществ. И сложная, а главное очень важная функция – распределение генетического материала при делении клетки таким образом, чтобы получившиеся клетки были генетическими близнецами.

Функции каждой органеллы мы рассмотрим дальше.

Виды органелл клетки

Все органеллы клеток делятся на два типа: мембранные и немембранные. По самому названию понятно, что в первом случае органелла будет иметь оболочку или клеточную мембрану (иногда и не одну), а во втором случае – нет.

Мембранные органеллы клетки

Данная категория органелл делится на две группы, по количеству мембран, входящих в ее строение.

К одномембранным относят:

• эндоплазматический ретикулум или эндоплазматическая сеть
• аппарат Гольджи;
• лизосомы;
• плазматическую мембрану.

К двумембранным:

• митохондрии;
• пластиды;
• клеточное ядро.

Итак, рассмотрим подробнее особенности строения и назначение каждой органеллы эукариотической клетки.

Эндоплазматический ретикулум (ЭР)

Эндоплазматический ретикулум или эндоплазматическая сеть (оба названия правильные). По своей структуре эта органелла представляет собой замкнутую, достаточно протяженную мембранную структуру. Основу ее составляют так называемые цистерны – система полостей и мешочков в форме трубочек.

Cell Organelles

Часть ЭР, расположенная рядом с ядром, взаимодействует с его мембраной (оболочкой).

Эндоплазматический ретикулум бывает двух видов: шероховатый и гладкий.

Главная морфологическая особенность шероховатого ЭР в том, что его мембраны буквально усеяны рибосомами. Гладкий ЭР не имеет такой особенности.

Шероховатый ЭР является местом, где активно синтезируется белок. Белки, которые войдут в состав мембран, лизосом или будут выделяться из клеток как секрет – синтезируются именно на этом ЭР. Все остальные формы белков синтезируются на рибосомах, которые не связаны с ретикулумом и находятся в цитоплазме.

Все белки, образованные здесь, обязательно модифицируют или созревают. Проходят посттрансляционные модификации. После этого, они либо остаются внутри шероховатого ЭР как белки мембран, либо с помощью транспортных везикул (пузырьков) отправляются в аппарат Гольджи.

Кроме аппарата Гольджи везикулы могут перенести модифицированные (созревшие) белки и в другие части клетки, например, в лизосомы, цитоплазматические мембраны. Они могут высвободить вещества и в межклеточное пространство с помощью секреторных пузырьков.

Все эти транспортные потоки могут быть как конститутивными, т.е. происходящими постоянно, так и регуляторными, т.е. «запускаться» с помощью химических сигналов.

Гладкий ЭР не занимает такого объема, как шероховатый. Его немного и в основном он находится в клетках, в которых активно идет процесс обмена липидов (жиров).

В целом – это очень интересное образование. На мембранах этого ретикулума идет синтез фосфолипидов. Здесь же синтезируются части стероидных гормонов и холестерина.

Еще одна специфическая функция гладкого ЭР – он функционирует как депо ионов Са2+, особенно в клетках мышечных тканей.

Аппарат Гольджи

Это органелла растительных и животных клеток. Впервые она была обнаружена итальянским ученым Камилло Гольджи в 1898 году и названа его именем. Эта органелла важна для правильной жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Также как ЭР, аппарата Гольджи представляет собой систему мембран, собранных определенным образом. Они напоминают стопки цистерн, мешочков и полостей, которые образовываются в результате слияния двух мембран. Такая стопка имеет свое название – диктиосома. Число диктиосом в органелле может быть от 4 до 7.

Весь аппарат Гольджи по своей структуре и функции делится на 3 отдела:

• цис-отдел осуществляет фосфорилирование белков;
• медиальный или срединный отдел – происходит сортировка и модификация веществ;
• транс-отдел отвечает за синтез полисахаридов. Здесь же идет образование трех групп белков – секреторных, регенерационных и лизосомных. Отсюда же идет выход из клетки сформировавшихся пузырьков.

Таким образом аппарата Гольджи выполняет три основные функции. Первая, и самая главная – это синтез секретов (вещества желез организма), которые потом выделяются железой наружу. Поскольку в большинстве случаев – это белки, то аппарат Гольджи модифицирует первичные, так называемые незрелые белки, в готовые секреты.

Вторая функция – это производство гликолипидов, которые входят в состав нервной ткани и всех клеточных мембран.

И третья функция – это производство лизосом. Аппарата Гольджи формирует первичные лизосомы – своеобразный пузырек с содержащимися внутри ферментами. Уже выйдя в плазму клетки, они сливаются с другими веществами (жидкими или твердыми) и превращаются во вторичные лизосомы.

Лизосомы

Первым выявил лизосомы и стал их изучать бельгийский биохимик Кристиан де Дюв в 1955 году. Это органеллы, похожие на небольшие мешочки, диаметром от 0,2 до 2,0 мкм. Заполнены они кислым содержимым, состоящим из гидролитических ферментов. На сегодня классифицировано 60 видов этих ферментов.

Мембрана лизосом достаточно прочная, чтобы не допустить попадание внутреннего содержимого в клетку.

В эукариотических клетках животных организмов могут находиться сотни лизосом. А вот в растительных клетках их нет. Еще одно интересное исключение среди лизосом – это эритроциты.

Основная задача лизосом – это внутриклеточное расщепление биологических полимеров, т.е. белков, углеводов и липидов.

Лизосомы по своей функции делятся на 2 группы:

• гетеролизосомы, они переваривают вещества, которые захватывает клетка путем фагоцитоза или пиноцитоза – поглощение твердых частиц или жидкостей;
• аутолизосомы разрушают свои внутриклеточные структуры.

Митохондрии

Митохондрии — это особый органоид клетки, ее аккумулятор, ее постоянный источник энергии – энергетическая станция. По размерам, это очень мелкая органелла, но значение ее большое.

Митохондрии не встречаются в клетках простейших организмов, бактерий и организмов, которые живут без использования кислорода. В некоторых клетках может находиться одна митохондрия, а в клетках сердечной мышцы или мозга их может быть до 1000 штук.

Митохондрии в своем строении имеют: внешнюю, внутреннюю оболочки, межмембранное пространство между ними и матрикс. Каждая из этих частей выполняет свою функцию.

Внешняя мембрана, во-первых, отделяет внутреннее содержимое митохондрии от цитоплазмы клетки. А во-вторых, в ней находятся каналы, которые обеспечивают ионный и молекулярный обмен.

Внутренняя мембрана состоит из белков и липидов. В ней нет пор, но она образует многочисленные выросты – кристы. На мембранах крист идут процессы окисления органики до CO2  с высвобождением энергии. Эта энергии сохраняется в виде молекул АТФ. Энергия этих соединений  накапливается и потом по мере необходимости, используется.

Межмембранное пространство и матрикс – это внутренняя среда митохондрии. Межмембранное вещество по составу напоминает цитоплазму клетки, а вот матрикс имеет зернистую структуру. Она однородна и в нем можно увидеть гранулы и нити, собранные в клубки.

В матриксе расположены ДНК, все виды РНК и рибосомы. Это своеобразная полуавтономная система синтеза белка. Конечно, большая часть белков поступает в органеллу из ядра.

Митохондрия способна самостоятельно размножаться. Для этого у нее есть свой геном. Делятся митохондрии с помощью перетяжки пополам. Частота делений митохондрий зависит от того, где располагается клетка и насколько много энергии необходимо именно в этом месте.

Группу митохондрий, расположенных в одной клетке называется хондриом.

Пластиды

Пластиды это органеллы, которые являются специфичными только для клеток растений. Исключение составляют большинство бактерий, грибов и некоторые виды водорослей.

У зеленых водорослей пластиды называются хроматофорами. Они различаются по размеру и форме. А вот у высших растений пластиды чаще всего имеют форму двояковыпуклой линзы. Количество их колеблется от 10 до 200 штук.

Пластиды бывают 3 видов:

• бесцветные пластиды: лейкопласты;
• окрашенные пластиды:
  • хлоропласты (зеленого цвета);
  • хромопласты (желтого, красного, оранжевого и других цветов).

Хлоропласты

Зеленый цвет хлоропластов связан с наличием в них зеленого пигмента — хлорофилла. Основная функция хлоропластов – это фотосинтез.

Но также здесь идет синтез белка, а наличие собственной ДНК дает возможность передавать свойства по наследству. Это явление называется цитоплазматической наследственностью. Как и митохондрии, пластиды способны к делению.

Снаружи хлоропласты покрывают две белково-липидные мембраны. В основном веществе (строме) находятся мелкие тельца — граны и мембранные каналы.

Граны – это круглые плоские мешочки или тилакоиды (размером 1 мкм), сложенные стопкой в виде монет. Обычно они располагаются перпендикулярно поверхности хлоропласта.

Если свет очень яркий, пластиды поворачиваются ребром к свету и выстраиваются вдоль стенок. При слабом освещении, они поворачиваются своей большей поверхностью к нему. При среднем свете они находятся в среднем положении. Таким образом, условия для фотосинтеза получается наиболее благоприятными.

Еще одна интересная особенность хлорофилла. Его молекула сходна с молекулой гемоглобина. Только вместо атома железа (гемоглобин) в хлорофилле содержится атом магния.

Хромопласты

Как ни странно, но роль хромопластов в жизни клетки растений до сих пор до конца не выяснена. Возможно, они играют определенную роль в окислительно-восстановительных процессах внутри клеток.

Хромопласты отличаются по цвету из-за наличия пигментных веществ (каротиноидов). Они изменяют цвет плодов, цветков и листьев. Яркие окраски привлекают насекомых – опылителей и животных. Одни опыляют растения, а другие разносят семена от материнского растения.

По строению хромопласты схожи с хлоропластами, но имеют разнообразную внешнюю форму.

Лейкопласты

Лейкопласты тоже двумембранные, но если наружная мембрана – гладкая, то внутренняя имеет выступы.

Эти органоиды клетки случат основным накопителем питательных веществ в клетках. Поэтому там, где растения накапливает вещества (клубни, плоды, корневища и т.д.) их будет больше всего.

В зависимости от вещества, которое накапливают лейкопласты, они делятся на 3 группы:

• амилопласты – это склад крахмала. Этот вид лейкопластов есть во всех растительных клетках, т.к. крахмал – это углевод и является основным продуктом питания клетки. Лейкопласты некоторых растений запасают такое количество крахмала, что заполняются им полностью. Их назвали – крахмальные зерна;
• элайопласты это лейкопласты, продуцирующие и накапливающие жиры;
• протеинопласты – название говорит о специализации этих пластид – накопление белка.

Интересно, что если в растении невозможен фотосинтез, именно лейкопласты становятся основным источником питания для растений. Под действием ферментов накопленные вещества расщепляются, и растение получает питание и энергию.

Пластиды могут трансформироваться друг в друга. Но если лейкопласты могут перейти в хлоропласты, а хлоропласты – в хромопласты, то считается, что именно хромопласты являются последней стадией развития пластид.

Важно знать! Одновременно в клетке растения может находиться только один вид пластид.

Клеточное ядро

Ядро клетки несет наследственную информацию, которая зашифрована в наборе генов. Поэтому ядро – главный компонент клетки. Обычно оно располагается в центре, чаще всего овальной или круглой формы. Размеры ядер небольшие – до 25 мкм. Но в любом правиле есть исключение – ядра яйцеклетки рыб в диаметре 1 мм!

Большая часть клеток одноядерные. Но клетки некоторых тканей могут содержать и много ядер. Это, например, клетки тканей печени и мозга. А вот зрелые эритроциты совсем не имеют ядер.

Немембранные органеллы клетки

Это особенная категория органелл, со специфическими функциями.

Большинство ученых полагают, что предшественниками этих органелл были бактерии, то есть прокариотические клетки. В результате эволюции эти прокариоты «научились» взаимодействовать с другими клетками.

Это взаимодействие было обоюдно выгодно и в результате, через огромную череду поколений, эти прокариотические клетки стали частью новых клеток, более крупных и более сложных.

Они продолжали выполнять свои функции уже в составе нового образования.

Рибосомы

Эти органеллы выполняют очень важную функцию – они синтезируют белок, характерный для клетки. Именно на них идет объединение аминокислот в белковую (пептидную) цепь. Биосинтез белка идет по матричной РНК путем трансляции.

Рибосома – это комплекс, состоящий из 2 субъединиц – большой и малой. Сами рибосомы образуются в ядрышке.

Ядрышко

Еще одно немембранное образование, уже внутри ядра. Ядрышки очень мелкие уплотненные тельца, способные преломлять свет. Ядрышки являются местом синтеза рибосомальной РНК и необходимых белков.

Количество их различно в ядрах разных клеток.

Клеточный центр (центросома)

Эта органелла располагается рядом с ядром, в центре клетки. Обнаружить клеточный центр и описать его строение стало возможным только после создания электронных микроскопов. Это очень мелкая органелла, размер ее 0,3-1 мкм.

Основная роль клеточная центра – это распределение хромосом при таком делении клеток как митоз. Благодаря особенностям строения клеточного центра, обеспечивается равномерное распределение генетического материала между клетками.

Органы движения некоторых клеток по своей структуре сходны с клеточным центром.

Такие органоиды (органеллы) известны науке на сегодняшний день. Но наука, как и эволюция, не стоят на месте.

Органоиды клетки и их функции

Определение

Какие органоиды входят в состав клетки

Двумембраные органоиды

Функции органоидов

Видео

Определение

Органоиды клетки, они же органеллы, представляют собой специализированные структуры собственно клетки, отвечающие за различные важные и жизненно необходимые функции. Почему же все-таки «органоиды»? Просто тут эти компоненты клетки сопоставляются с органами многоклеточного организма.

Какие органоиды входят в состав клетки

Также порой под органоидами понимается исключительно лишь постоянные структуры клетки, которые находятся в ее цитоплазме.

По этой же причине ядро клетки и ее ядрышко не называют органоидами, равно как и не являются органоидами клеточная мембрана, реснички и жгутики.

А вот к органоидам, входящим в состав клетки относятся: хромосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты, лизосомы. По сути это и есть основные органоиды клетки.

Если речь идет о животных клетках, то в число их органоидов также входят центриоли и микрофибриллы. А вот в число органоидов растительной клетки еще входят только свойственные растениям пластиды. В целом состав органоидов в клетках может существенно отличатся в зависимости от вида самой клетки.

Рисунок строения клетки, включая ее органоиды.

Двумембраные органоиды

Также в биологии существует такое явление как двумембраные органоиды клетки, к ним относятся митохондрии и пластиды. Ниже мы опишем свойственные им функции, впрочем, как всех других основных органоидов.

Функции органоидов

А теперь коротко опишем основные функции органоидов животной клетки. Итак:

• Плазматическая мембрана – тонкая пленка вокруг клетки состоящая из липидов и белков. Очень важный органоид, который обеспечивает транспортировку в клетку воды, минеральных и органических веществ, удаляет вредные продукты жизнедеятельности и защищает клетку.
• Цитоплазма – внутренняя полужидкая среда клетки. Обеспечивает связь между ядром и органоидами.
• Эндоплазматическая сеть – она же сеть каналов в цитоплазме. Принимает активное участие в синтезе белков, углеводов и липидов, занимается транспортировкой полезных веществ.
• Митохондрии – органоиды, в которых окисляются органические вещества и синтезируются молекулы АТФ с участием ферментов. По сути митохондрии это органоид клетки, синтезирующий энергию.
• Пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты) – как мы упоминали выше, встречаются исключительно у растительных клеток, в целом их наличие является главной особенностью растительного организма. Играют очень важную функцию, например, хлоропласты, содержащие зеленый пигмент хлорофилл, у растения отвечают за явление фотосинтеза.
• Комплекс Гольджи – система полостей, отграниченных от цитоплазмы мембраной. Осуществляют синтез жиров и углеводов на мембране.
• Лизосомы — тельца, отделенные от цитоплазмы мембраной. Имеющиеся в них особые ферменты ускоряют реакцию расщепления сложных молекул. Также лизосома является органоидом, обеспечивающим сборку белка в клетках.
• Вакуоли — полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком, место накопления запасных питательных веществ; они регулируют содержание воды в клетке.

В целом все органоиды являются важными, ведь они регулируют жизнедеятельность клетки.

Видео

И в завершение тематическое видео про органоиды клетки.

При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.

Эта статья доступна на английском – Cell Organelles and Their Functions.

Органеллы клетки и их функции – Сайт по биологии

Комплекс (аппарат) Голъджи открыт в 1898 г. итальянским учёным К. Гольджи.

Он представляет собой систему плоских дисковидных замкнутых цистерн, которые располагаются одна над другой в виде стопки и образуют диктиосому.

От цистерн отходят во все стороны мембранные трубочки и пузырьки . Число диктиосом в клетках варьирует от одной до нескольких десятков в зависимости от типа клеток и фазы их развития.

Схема строения аппарата Голъджи: 1 — пузырьки; 2 — цистерны.

К комплексу Гольджи доставляются вещества, синтезируемые в эндоплазматическом ретикулуме. От цистерн эндоплазматического ретикулума отшнуровываются пузырьки, которые соединяются с цистернами комплекса Гольджи, где эти вещества модифицируются и дозревают.

Пузырьки комплекса Гольджи участвуют в формировании цитоплазматической мембраны и стенок клеток растений после деления, а также в образовании вакуолей и первичных лизосом.

Органоиды клетки и их функции

Органоиды клетки — постоянные клеточные структуры, клеточные органы|органы, обеспечивающие выполне­ние специфических функций в процессе жизнедеятельнос­ти клетки — хранение и передачу генетической информации, перенос веществ, синтез и превращения ве­ществ и энергии, деление, движение и др.

Читайте также:  Развитие насекомых, биология

К органоидам (органеллам) клеток эукариот относятся:

• В животных клетках присутствуют также центриоли, микрофибриллы, а в растительных — свойственные только им пластиды.
• Иногда к органоидам клеток эукариот отно­сят и ядро в целом.
• Прокариоты лишены большинства органоидов, у них имеются лишь клеточная мембрана и рибосомы, отличающиеся от цитоплазматических рибосом клеток эукариот.

В специализированных эукариотных клетках могут быть сложные структуры, в основе которых находятся универсальные органоиды, например микротру­бочки|бочки и центриоли — главные компоненты жгутиков и ресничек.

Микрофибриллы лежат в основе тоно- и нейрофибрилл. Специальные структуры одноклеточных, напри­мер жгутики и реснички (построены так же, как у клеток многоклеточных), выполняют функцию органов|органов движения.

Чаще в современной литературе термины «органоиды» и «органеллы» употребляют как синонимы.

Ядро

Самая крупная органелла, заключённая в оболочку из двух мембран, пронизанную ядерными порами|порами. Со­держит хроматин — в такой форме раскру­ченные хромосомы на­ходятся в интерфазе. Содержит также струк­туру|туру, называемую яд­рышком

Хромосомы содержат ДНК — вещество нас­ледственности.  ДНК состоит из генов, регу­лирующих всё|все виды клеточной активности. Деление ядра|ядра лежит в основе размножения клеток, а следователь­но, и процесса воспро­изведения. В ядрышке образуются рибосомы

Эндоплазматический ретикулум (ЭР)

Система уплощённых мембранных мешоч­ков — цистерн — в виде трубочек и пластинок. Образует единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки

Если поверхность ЭР покрыта рибосомами, то он называется шеро­ховатым.  По цистер­нам такого ЭР транс­портируется  белок|белок, синтезированный на рибосомах. Гладкий ЭР (без рибосом) служит местом синтеза липидов и стероидов

Рибосомы

Очень мелкие органеллы, состоящие из двух субчастиц — большой и малой. Содержат белок|белок и РНК приблизительно в равных долях. Рибо­сомы|сомы, обнаруживаемые в митохондриях (а так­же в хлоропластах — у растений), ещё мельче

Место синтеза белка|белка, где удерживаются в правильном положе­нии различные взаимо­действующие молеку­лы. Рибосомы связаны с ЭР или свободно ле­жат  в  цитоплазме. Много рибосом могут образовать   полисому (полирибосому), в кото­рой они нанизаны на единую нить матрич­ной РНК

1. Митохондрии
2. Митохондрия окруже­на оболочкой из двух мембран, внутренняя мембрана образует складки (кристы). Со­держит матрикс, в ко­тором находятся не­большое количество рибосом, одна кольце­вая молекула ДНК и фосфатные гранулы
3. При аэробном дыхании в кристах происходит окислительное фосфорилирование и перенос электронов, а в матрик­се работают ферменты, участвующие в цикле Кребса и в окислении жирных кислот
4. Аппарат Гольджи

Стопка уплощённых мембранных мешочков — цистерн. На одном конце стопки мешочка непрерывно образуются, а с другого — отшнуровываются в виде пузырь­ков. Стопки могут существовать в виде дискретных диктиосом, как в рас­тительных клетках, или образовывать прост­ранственную сеть, как во многих животных клетках

• Многие клеточные ма­териалы, например ферменты из ЭР, пре­терпевают модифика­цию в цистернах и транспортируются в пузырьках. Аппарат Гольджи участвует в процессе секреции, и в нём образуются лизо­сомы|сомы
• Лизосомы
• Простой сферический мембранный мешочек (мембрана одинарная), заполненный пищева­рительными (гидроли­тическими) фермента­ми. Содержимое ка­жется гомогенным
• Выполняют много функций, всегда свя­занных с распадом ка­ких-либо структур или молекул
• Микротельца
• Органелла не совсем правильной сферичес­кой формы, окружен|окружён­ная одинарной мембра­ной. Содержимое име­ет зернистую структу­ру, но иногда в нём по­падается кристаллоид, или скопление нитей
• Всё|Все микротельца со­держат каталазу — фермент, катализирую­щий расщепление пероксида водорода. Все они связаны с окисли­тельными реакциями
• Клеточная стенка, срединная пластинка, плазмодесмы
• клеточная стенка
• Жёсткая клеточная стенка, окружающая клетку, состоит из целлюлозных микро­фибрилл, погружённых в матрикс, в состав ко­торого входят другие сложные полисахари­ды, а именно гемицеллюлозы и пектиновые вещества. У некоторых клеток клеточные стен­ки претерпевают вто­ричное утолщение

Обеспечивает механи­ческую опору и защиту. Благодаря ей возникает тургорное давление, способствующее усиле­нию опорной функции. Предотвращает осмо­тический разрыв клет­ки. По клеточной стен­ке происходит пере­движение воды|воды и мине­ральных солей. Различ­ные модификации, на­пример пропитывание лигнином, обеспечива­ют        выполнение специализированных функций

1. средняя пластинка
2. Тонкий слой пектино­вых веществ (пектатов кальция и магния)
3. Скрепляет друг с дру­гом соединение клетки
4. плазмодесма
5. Тонкая цитоплазматическая нить, связываю­щая цитоплазму двух соседних клеток через тонкую пору в клеточ­ной стенке. Пора|Пора вы­стлана плазматической мембраной Сквозь по­ру проходит десмотубула, часто соединённая на обоих концах с ЭР
6. Объединяют протопласты соседних кле­ток в единую непре­рывную систему — симпласт, по которой про­исходит транспорти­ровка веществ между этими клетками
7. Хлоропласт

Крупная, содержащая хлорофилл пластида, в которой протекает фо­тосинтез. Хлоропласт окружен|окружён оболочкой из двойной мембраны и заполнен студенистой стромой.

В строме на­ходится система мемб­ран, собранных в стоп­ки, или граны. В ней же может отлагаться крах­мал.

Кроме того, строма содержит рибосомы, кольцевую молекулу ДНК и капельки масла|масла

В этой органелле про­исходит фотосинтез, то есть синтез сахаров и других веществ из СО2 и воды|воды за счёт световой энергии, улавливаемой хлорофиллом.  Свето­вая энергия превраща­ется в химическую

Крупная центральная вакуоль

Мешок, образованный одинарной мембраной, которая называется тонопластом. В вакуоли содержится клеточный сок — концентриро­ванный раствор раз­личных веществ, таких, как минеральные соли|соли, сахара|сахара|сахара, пигменты, ор­ганические кислоты|кислоты и ферменты. В зрелых клетках вакуоли обыч­но бывают большими|большими.

Здесь хранятся различ­ные вещества, в том числе и конечные про­дукты обмена. От со­держимого вакуоли в сильной степени зави­сят осмотические свойства клетки. Иног­да вакуоль выполняет функции лизосом.

Органоиды клетки

Органоиды – это постоянные, обязательно присутствующие структуры клетки, выполняющие специфические функции и имеющие определенное строение.

Органоиды (синоним: органеллы) – это органы клетки, маленькие органы.

По строению 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 двойная и состоит из двух мембран.

Включения — это непостоянные структуры клетки, которые появляются в ней и исчезают в процессе метаболизма. Различают трофические, секреторные, экскреторные и пигментные включения.

• Следует различать органоиды (органеллы) и включения.
• Видео: Обзор клеточных структур
•   
• Видеообзор: https://youtu.be/URUJD5NEXC8
• Видео: Органоиды 1
• Видео: Органоиды 2
• Видео: Обзор органоидов с русскими субтитрами

Органоиды (органеллы)

1.  Мембрана (плазмолемма).
2. Ядро с ядрышком.
3. Эндоплазматическая сеть: шероховатая (гранулярная) и гладкая (агранулярная).

4. Видео: Синтез белков на гранулярном эндоплазматическом ретикулуме

Комплекс (аппарат) Гольджи

• Видео: Комплекс Гольджи за работой
• Митохондрии.
• Видео: Митохондрии производят АТФ
• Видео: Синтез АТФ в митохондрии
• Рибосомы

Лизосомы. Лизосомы (от гр. lysis — «разложение, растворение, распад» и soma — «тело») — это пузырьки диаметром 200—400 мкм. Имеют одномембранную оболочку, которая снаружи бывает покрыта волокнистым белковым слоем. Содержат набор ферментов (кислых гидролаз), которые при низких значениях рН в кислой среде проводят гидролитическое (в присутствии воды) расщепление веществ: нуклеиновых кислот, белков, жиров, углеводов. Лизосома может содержать от 20 до 60 различных видов гидролитических ферментов. Основная функция лизосом — внутриклеточное переваривание различных химических соединений и клеточных структур. 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.

Пероксисомы. Пероксисомы — это микротельца (пузырьки-везикулы) 0,1-1,5 мкм в диаметре, окружённые мембраной. Внутреннее содержимое пероксисомы (матрикс) представлен мелкогранулярным содержимым с нуклеоидом (сердцевиной) в центре.

В нуклеоиде часто видны кристаллоподобные структуры, которые состоят из упорядоченно упакованных фибрилл и трубочек. Пероксисомы обычно локализуются вблизи мембран гранулярной эндоплазматической сети. Последние являются местом их образования, хотя часть ферментов пероксисом синтезируется в гиалоплазме.

В пероксисомах обнаружено множество видов ферментов, связанных с метаболизмом перекиси водорода, окислением различных веществ, биосинтезом желчных кислот. Это ферменты, ведущие окислительное дезаминирование аминокислот (оксидазы, уратоксидазы) с образованием вредной для клетки перекиси водорода.

В пероксисомах окисляются некоторые фенолы, Д-аминокислоты, а также жирные кислоты с очень длинными (более 22 углеродных атомов) цепями, которые не могут быть до укорачивания окислены в митохондриях. Такие жирные кислоты содержатся, например, в рапсовом масле.

 Для расщепления перекиси водорода Н2О2 на воду и кислород пероксисомы иеют фермент каталазу. Таким образом, эти органеллы разрушают органические соединения с образованием “клеточного яда” в виде перекиси водорода, но одновременно способны нейтрализовать её с помощью каталазы. Источники: http://meduniver.com/Medical/gistologia/24.html, http://mscience.ru/edu…Функции пероксисом: 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.  Пероксисомы печени и почек обезвреживают множество ядовитых веществ, попадающих в кровоток. В частности, почти половина поступающего в организм человека этанола окисляется до ацетальдегида каталазой пероксисом. Наряду с митохондриями пероксисомы являются главными потребителями O2 в клетке.

Протеасомы

Протеасомы – специальные органоиды для разрушения белков. Название “протеасома” – (protos – главный, первичный и soma – тело) показывает, что это органоид, способный к протеолизу – лизису белков. В клетке имеется протеасомы двух видов, различающиеся молекулярной массой: с коэффициентом седиментации (осаждения) 20S и 26S (S – единица Сведберга).

20S – протеасома имеет форму полого цилиндра 15-17 нм и диаметром 11-12 нм. Она состоит из 4 лежащих друг на друге колец двух типов. Каждое кольцо содержит 7 белковых субъединиц и включает 12-15 полипептидов. На внутренней стороне цилиндра находятся 3 протеолитические камеры. Протеолиз происходит в центральной камере.

В этой камере расщепляются токсичные или ставшие неполноценными и ненужными клетке белки.Маркировкой ненужных белков занимается специфическая система ферментов – система убиквитирования. Система присоединяет белок убиквитин (ubique – вездесущий) к молекуле белка, который должен быть уничтожен.

Сигналами для убиквитирования и последующей деградации могут служить нарушения в структуре белковых молекул. Имеются данные о связи некоторых наследственных заболеваний человека (фиброкистоз, синдром Ангельмана) с нарушениями в ферментах реакции убиквитирования.

Предполагается, что нарушения в работе протеасомной системы деградации белка являются причиной некоторых нейродегенеративных болезней. Источники: http://mscience.ru/edu_articles/biology_articles/161-peroksisomy-i-prote…

Видео: Протеасомы.

Сферосомы

Сферосомы – сравнительно крупные (0,5…1,0 мкм), сильно преломляющие свет округлые частицы, встречаются только в цитоплазме растительных клеток. Они часто используются ботаниками для изучения движения цитоплазмы.

В составе сферосом обнаружены скопления гидролитических ферментов, липидов, ароматических аминокислот типа тирозина. Основная функция сферосом состоит в синтезировании липидов.

В образовании сферосом принимает участие эндоплазматическая сеть.

Фагосомы

Микрофиламенты. Каждый микрофиламент – это двойная спираль из глобулярных молекул белка актина. Поэтому содержание актина даже в немышечных клетках достигает 10 % от всех белков.

В узлах сети микрофиламентов и в местах их прикрепления к клеточным структурам находятся белок a-актинин, а также, белки миозин и тропомиозин.Микрофиламенты образуют в клетках более или менее густую сеть. Так, например, в микрофаге насчитывается около 100.000 микрофиламентов.

 Функции микрофиламентов:- миграция клеток в эмбриогенезе,- передвижение макрофагов,- фаго- и пиноцитоз,- рост аксонов (у нейронов),

– образование каркаса для микроворсинок и обеспечение всасывания в кишечнике и реабсорбции в почечных канальцах.

Промежуточные филаменты. Являются компонентом цитоскелета. Они толще микрофиламентов и имеют тканеспецифическую природу:- в эпителии они образованы белком кератином,- в клетках соединительной ткани – виментином,- в гладких мышечных клетках – десмином,- в нервных клетках они называются нейрофиламентами и тоже образованы особым белком.

Промежуточные филаменты часто располагаются параллельно поверхности клеточного ядра.

Микротрубочки. Микротрубочки образуют в клетке густую сеть. Она начинается от перинуклеарной области (от центриоли) и радиально распространяется к плазмолемме, следуя за изменениями её формы. Также микротрубочки идут вдоль длинной оси отростков клеток.

В клетках с ресничками микротрубочки образуют аксонему (осевую нить) ресничек.Стенка микротрубочки состоит из одного слоя глобулярных субъединиц белка тубулина.На поперечном срезе видно 13 таких субъединиц, образующих кольцо.

Его параметры таковы:- внешний диаметр – dex = 24 нм,- внутренний диаметр – din = 14 нм,- толщина стенки – l стенки = 5 нм.Как и микрофиламенты, микротрубочки образуются путём самосборки. Это происходит при сдвиге равновесия между свободной и связанной формами тубулина в сторону связанной формы.

В неделящейся интерфазной клетке создаваемая микротрубочками сеть играет роль цитоскелета, поддерживающего форму клетки.Транспорт веществ по длинным отросткам нервных клеток идёт не внутри микротрубочек, а вдоль них по перитубулярному пространству.

Но микротрубочки выступают при этом в роли направительных структур: Белки-транслокаторы (динеины и кинезины), перемещаясь по внешней поверхности микротрубочек, “тащат” за собой и мелкие пузырьки с транспортируемыми веществами.

1. Клеточный центр.
2. Пластиды.

Вакуоли. Вакуоли – одномембранные органоиды. Они представляют собой мембранные «ёмкости», пузыри, заполненные водными растворами органических и неорганических веществ. В образовании вакуолей принимают участие ЭПС и аппарат Гольджи. Вакуоли характерны для растительных клеток.

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 вакуолей.

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. 

Включения

Включения. Включения — это непостоянные структуры клетки, которые появляются в ней и исчезают в процессе метаболизма. Различают трофические, секреторные, экскреторные и пигментные включения.Группа трофических включений объединяет углеводные, липидные и белковые включения. Наиболее распространенным представителем углеводных включений является гликоген — полимер глюкозы.

На светооптическом уровне наблюдать включения гликогена можно при использовании гистохимической ШИК-реакции. В электронном микроскопе гликоген выявляется как осмиофильные гранулы, которые в клетках, где гликогена много (гепатоцитах), сливаются в крупные конгломераты — глыбки.

Липидными включениями наиболее богаты клетки жировой ткани — липоциты, резервирующие запасы жира для нужд всего организма, а также стероидпродуцирующие эндокринные клетки, использующие липид холестерин для синтеза своих гормонов.

На ультрамикроскопическом уровне липидные включения имеют правильную округлую форму и в зависимости от химического состава характеризуются высокой, средней или низкой электронной плотностью.Белковые включения, например, вителлин в яйцеклетках, накапливается в цитоплазме в виде гранул. Секреторные включения представляют собой разнообразную группу.

Секреторные включения синтезируются в клетках и выделяются (секретируются) в просветы протоков (клетки экзокринных желез), в межклеточную среду (гормоны, нейромедиаторы, факторы роста и др.), кровь, лимфу, межклеточные пространства (гормоны).

На ультрамикроскопическом уровне секреторные включения имеют вид мембранных пузырьков, содержащих вещества разной плотности и интенсивности окраски, что зависит от их химического состава.Экскреторные включения — это, как правило, продукты метаболизма клетки, от которых она должна освободиться.

К экскреторным включениям относятся также инородные включения — случайно, либо преднамеренно (при фагоцитозе бактерий, например,) попавшие в клетку субстраты. Такие включения клетка лизирует с помощью своей лизосомальной системы, а оставшиеся частицы выводит (экскретирует ) во внешнюю среду.

В более редких случаях попавшие в клетку агенты остаются неизменными и могут не подвергнуться экскреции — такие включения более правильно именовать чужеродными (хотя чужеродными для клетки являются и включения, которые она лизирует).Пигментные включения хорошо выявляются как на светооптическом, так и на ультрамикроскопическом уровнях.

Очень характерный вид они имеют на электронных микрофотографиях — в виде осмиофильных структур разных размеров и формы. Данная группа включений характерна для пигментоцитов. Пигментоциты, присутствуя в дерме кожи, защищают организм от глубокого проникновения опасного для него ультрафиолетового излучения, в радужке, сосудистой оболочке и сетчатке глаза пигментоциты регулируют поток света на фоторецепторные элементы глаза и предохраняют их от перераздражения светом. В процессе старения очень многие соматические клетки накапливают пигмент липофусцин, по присутствию которого можно судить о возрасте клетки. В эритроцитах и симпластах скелетных мышечных волокон присутствуют соответственно гемоглобин или миоглобин — пигменты-переносчики кислорода и углекислоты.

Источник: http://meduniver.com/Medical/gistologia/24.html MedUniver

 Видео: .Внутренняя жизнь клетки. Упаковка белков