Немембранные структуры

Немембранные органоиды Центриоли У многих видов простейших и в половых клетках некоторых многоклеточных организмов центриоли расположены не в цитоплазме, а в ядре, под его оболочкой.

Немембранные органоиды Клеточный центр Функция – образование веретена деления Репродукция этих структур происходит путем почкования (Д. Мэзия (1961) )

Немембранные органоиды Рибосомы (от рибонуклеиновая кислота и греч. сома – тело) – немембранные микроскопические тельца округлой формы.

Немембранные органоиды Рибосомы открыты с помощью электронного микроскопа в 1953 году румыноамериканским биологом Дж. Палладе.

Немембранные органоиды Рибосомы располагаются 1. На поверхности мембраны г. ЭР (в один ряд, либо образуют розетки и спирали); 2. В клетках, где г. ЭР развит слабо, свободно располагаются в основном веществе цитоплазмы;

Немембранные органоиды Рибосомы располагаются 3. В клеточном ядре (одни свободно располагается в кариоплазме, другие связаны с нитевидными структурами, из которых состоят остаточные хромосомы); 4. В митохондриях и пластидах

Немембранные органоиды Рибосомы – самые маленькие из клеточных органелл (d= 15 -20 нм), состоящие из 2 неодинаковых по размерам частиц

Немембранные органоиды Большая заслуга в изучении структуры и функции рибосом принадлежит отечественному биохимику, академику А. С. Спирину.

Немембранные органоиды Строение рибосом В составе рибосом имеются молекулы р. РНК и белков, которые формируют 2 субъединицы – малую и большую. Большая субъединица Малая субъединица 10 нм

Немембранные органоиды Строение рибосом Биохимический состав рибосом 1) высокополимерная рибосомальная РНК (р. РНК); 2) белки, состоящие преимущественно из основных аминокислот; 3) ион магния (Mg 2+).

Немембранные органоиды Строение рибосом р. РНК концентрируется ближе к центру частиц, масса рибосомных белков занимает в среднем более периферическое положение. р. РНК – это структурное ядро рибосомной субчастицы, определяющее: – компактность; – форму; – и организацию на ней рибосомных белков.

Немембранные органоиды Рибосома есть прежде всего ее РНК. Согласно большинству современных эволюционных концепций, примитивный предшественник рибосомы мог состоять только из РНК и лишь в ходе эволюции постепенно дополняться белками.

Немембранные органоиды

Немембранные органоиды р. РНК выполняет каркасную роль для специфического размещения (укладки) многочисленных рибосомных белков. Роль рибосомных белков: 1) Участвуют в функциях связывания субстратов; 2) Участвуют в каталитических функциях рибосомы; 3) Служат стабилизаторами или модификаторами определенных локальных структур рибосомной РНК.

Немембранные органоиды Кроме высокополимерной РНК большая рибосомная субчастица содержит 1 -2 молекулы низкомолекулярных РНК: – у прокариот – 5 S РНК; – у эукариот – 5 S РНК и 5, 8 S РНК Малые р. РНК сопоставимы по размерам с рибосомными белками и вместе с ними располагаются на ядре высокополимерной рибосомной РНК как на каркасе.

Сборка рибосом р РНК ПРОКАРИОТЫ Белки Субъединицы рибосом Нативная рибосома 50 S 70 S 30 S ЭУКАРИОТЫ 60 S 80 S 40 S

Немембранные органоиды Строение рибосом Если понизить концентрацию Mg 2+, то рибосомная частица диссоциирует на две неравные субчастицы с соотношением их масс около 2: 1

Немембранные органоиды Строение рибосом Коэффициенты седиментации (скорости осаждения) в ультрацентрифуге, выражаются в единицах Сведберга (S)

Немембранные органоиды Строение рибосом Бактериальная рибосома имеет коэффициент седиментации 70 S (70 S-частица). Крупная рибосома эукариот (животные, растения и грибы) имеет коэффициент седиментации 80 S (80 S-частица). Их диссоциация на субчастицы описывается следующим образом: 70 S 50 S+ 30 S 80 S 60 S+ 40 S Диссоциация обратима

Немембранные органоиды Строение рибосом Количество рибосом в клетке – несколько тысяч Рибосомы прокариот (в т. ч. митохондрий и пластид эукариот) Локализованы в гиалоплазме прокариот (в матриксе и строме двумембранных органоидов эукариот) Рибосомы эукариот Располагаются в гиалоплазме, на мембранах г.

ЭР и ядерной оболочки, (в митохондриях и пластидах) Малая субъединица содержит 1 молекулу р. РНК и 21 молекулу белка Малая субъединица содержит 1 молекулу р. РНК и 34 молекулы белка Большая субъединица содержит 2 разные молекулы р. РНК и 34 молекулы белка Большая субъединица содержит 3 разные молекулы р.

РНК и 49 молекул белка Размер 20 -25 нм Размер 25 -30 нм Коэффициент седиментации 70 S 50 S + 30 S Коэффициент седиментации 80 S 60 S +40 S

Немембранные органоиды Функциональные центры рибосом Все процессы происходят в углублениях макромолекул, в основаниях выступов, в щелях и полостях между субъединицами или доменами – в так называемых структурных карманах. Основная морфологическая черта рибосомы – борозда, разделяющая две рибосомные субчастицы.

Немембранные органоиды Функциональные центры рибосом Борозда сильно расширяется в одном месте: виден так называемый “глаз” рибосомы. В этой полости размещаются основные субстраты рибосомы – молекулы пептидил-т. РНК и аминоацил-т. РНК, участвующие в образовании полипептидной цепи. Это т. РНК-связывающий центр рибосомы.

Немембранные органоиды Функциональные центры рибосом Малую рибосомную субчастицу разделяется глубокой бороздой на головку и тело. Глубокая борозда – шея – место, в котором размещается участок связывания м. РНК и через которое цепь м. РНК протягивается от одного конца к другому в процессе трансляции

Немембранные органоиды Функциональные центры рибосом У большой рибосомной субчастицы тоже есть головка – это центральный выступ, среди трех видимых выступов данной субчастицы. В шее (борозде, отделяющей головку от тела) размещается главный каталитический центр рибосомы – пептидилтрансферазный центр, осуществляющий синтез пептидных связей.

Немембранные органоиды Функциональные центры рибосом Субъединицы формируют активные центры, определяющие функцию рибосом – участие в синтезе белка: 1) В первый центр поступают т. РНК с соответствующей аминокислотой;

Немембранные органоиды Функциональные центры рибосом 2)Во втором центре располагаются т. РНК с синтезируемым белком;

Немембранные органоиды Функциональные центры рибосом 3) В третьем центре находится фермент, катализирующий образование пептидной связи между аминокислотой в первом центре и пептидом во втором центре, т. е. удлинение белка.

Немембранные органоиды Функции рибосом Рибосомы – обязательный органоид каждой клетки. На рибосомах происходит синтез белков: 1. В ядерных рибосомах происходит синтез ядерных белков. 2.

Рибосомы митохондрий и пластид выполняют функцию синтеза части белков, содержащихся в этих органоидах.

Полисома (pоlysome) – временный комплекс (4 -5 и более) рибосом, транслирующих одновременно одну молекулу м. РНК.

Полисомы были открыты в 1962 году независимо двумя группами исследователей – А. Гиерером с сотр. и Т. Стэхелином с сотр.

Немембранные органоиды Рибосомы Основным местом формирования рибосом служит ядрышко, образованные в нем рибосомы поступают из ядра в цитоплазму.

Немембранные органоиды Цитоскелет В клетке встречается большое число самостоятельных образований в форме нитей, трубочек или даже мелких плотных телец. Функции: – образуют каркас, необходимый для сохранения формы клетки; – участвуют в транспорте веществ внутри клетки; – участвуют в процессах деления.

Немембранные органоиды Цитоскелет Микротрубочки Микрофиламенты Промежуточные филаменты

Немембранные органоиды Микротрубочки – это прямые микроскопические трубочки (наружный d= 28 нм, внутренний d=14 нм), состоящие из двух похожих друг на друга белков α-тубулина и β-тубулина. Функция – транспортная

Немембранные органоиды Цитоскелет Микротрубочки

Немембранные органоиды Цитоскелет Микрофиламенты – тонкие (d=7 нм) белковые актиновые нити, встречающиеся в различных участках клетки (в кортикальном слое цитоплазмы, в псевдоподиях подвижных клеток), образующие густую сеть пересекающихся в разных направлениях тонких нитей.

Немембранные органоиды Микрофиламенты G-актин (глобулярный) АТФ связывающий район N – конец С- конец F-актин (фибриллярный)

Немембранные органоиды Микрофиламенты Функции: – структурная, – каркасная роль в поддержании формы клетки.

Немебранные органоиды Цитоскелет Сборка микрофиламентов – Тредмиллинг + (treadmilling)

Немебранные органоиды Промежуточные филаменты (микрофибриллы) – нити (d около 10 нм), собранные в пучки, располагающиеся по периферии клетки или вокруг ядра (эндоплазма). NH 2 -конец Кератины Виментин NF-M Ламины COOH – конец

Немебранные органоиды В состав промежуточных филаментов входят разные белки: – кератины (42 000 – 70 000); – виментин (52 000); – десмин (50 000). NH 2 -конец Кератины Виментин NF-M Ламины COOH – конец

Промежуточный филамент Кератиновые филаменты в клетке эпителия

Немебранные органоиды Сборка промежуточного филамента мономер параллельный димер антипараллельный тетрамер протофиламент протофибрилла промежуточный филамент

Немебранные органоиды Миофибриллы – состоят из сократительных белков актина и миозина, имеются в мышечных клетках. Функция – обеспечивают процесс сокращения.

Немебранные органоиды Нейрофибриллы – собой совокупность нейрофибрилл и нейротрубочек, располагающиеся в теле клетки беспорядочно, а в отростках – параллельно друг к другу. Функции: – в теле клетки образуют цитоскелет нейроцитов; – в отростках участвуют в транспортировке веществ от тела нейроцитов по отросткам на периферию.

ВКЛЮЧЕНИЯ ЦИТОПЛАЗМЫ Включения – непостоянные структуры цитоплазмы, могущие появляться или исчезать, в зависимости от функционального состояния клетки. Классификация включений: 1. Трофические 2. Пигментные 3. Секреторные 4. Экскреторные

ВКЛЮЧЕНИЯ ЦИТОПЛАЗМЫ Трофические включения – отложенные в запас гранулы питательных веществ (белки, жиры, углеводы). Примеры: – гликоген в нейтрофильных гранулоцитах, в гепатоцитах, в мышечных волокнах; – жировые капельки в гепатоцитах и липоцитах; – белковые гранулы в составе желтка яйцеклеток и т. д.

ВКЛЮЧЕНИЯ ЦИТОПЛАЗМЫ Пигментные включения – гранулы эндогенных или экзогенных пигментов. Примеры: – меланин в меланоцитах кожи; – гемоглобин в эритроцитах; – родопсин и йодопсин в палочках и колбочках сетчатки глаза и т. д.

ВКЛЮЧЕНИЯ ЦИТОПЛАЗМЫ Секреторные включения – капельки (гранулы) секрета веществ, подготовленные для выделения из любых секреторных клеток (в клетках всех экзокринных и эндокринных желез). Примеры: -капельки молока в лактоцитах; – зимогенные гранулы в панкреатоцитах и т. д.

ВКЛЮЧЕНИЯ ЦИТОПЛАЗМЫ Экскреторные включения – конечные (вредные) продукты обмена веществ, подлежащие удалению из организма. Пример: включения мочевины, мочевой кислоты, креатинина в эпителиоцитах почечных канальцев.

Немембранные структуры • биология-в.рф

Органоиды движения

Ложножки, жгутики и реснички.

Ложножки, или псевдоподии (от греч. псеудос – ненастоящий, подос – нога) образуются в результате перетекания цитоплазмы. При этом образуются отростки разной формы. Характерны для многих одноклеточных (амебы, фораминиферы, радиолярии и т. п.), лейкоцитов животных. Псевдоподии обеспечивают обволакивание твердых питательных частиц – процесс фагоцитоза.

Реснички и жгутики состоят из микротрубочек из сократительных белков, упорядоченных особым образом. На поперечном срезе имеют на периферии девять двойных микротрубочек, а в центре – две.

Покрыты реснички и жгутики плазматической мембраной. Имеют диаметр около 0,25 мкм. Отличаются длиной (реснички короткие, жгутики – длинные) и характером движения (у жгутиков спиральный, у ресничек – мерцательный, волнообразный).

Движения ресничек скоординированы.

Встречаются они у одноклеточных организмов, в клетках тканей многоклеточных (жгутик – у сперматозоидов, реснички – в мерцательном эпителии). Функции ресничек и жгутиков: движение одноклеточных организмов, обеспечение пищей (жгутики пищеварительных клеток гидры и т. п.), осязательная и защитная функции (реснички клеток слизистой оболочки и т. п.).

Базальные тельца – особые структуры, углубленные в цитоплазму, которые лежат в основе ресничек и жгутиков. Взаимосвязаны с периферийной частью жгутиков или ресничек и прикреплены к плазматической мембране клетки. В основе каждой реснички лежит одно базальное тельце. Их периферийные пучки (9 микротрубочек) собраны по три. В центральной части они отсутствуют.

Рибосомы

Состоят из двух субъединиц – большой и малой. Химический состав: рибосомальная РНК и белок почти в равных соотношениях, образуют единый рибонуклеопротеидный комплекс. Рибосомы образуются в ядрышке.

Субъединицы под действием определенных ионов (кальция), биологически активных соединений могут разъединяться или соединяться.

Большая и малая субъединицы соединяются вне ядра, в местах, где будет синтезироваться белок. Встречаются рибосомы как свободные, так и связанные с мембранами – образуют шероховатую ЭПС.

Сначала малая субъединица на мембране ЭПС объединяется с молекулой иРНК, потом объединяется с большой субъединицей.

Количество рибосом зависит от интенсивности процессов синтеза белка.

Функции рибосом

Синтез белка.

Клеточный центр

Имеет или не имеет центриоли. Центриоли – это два взаимно перпендикулярных цилиндра, которые образованы из микротрубочек, упорядоченных определенным образом.

Состоят из девяти пучков микротрубочек по три в каждом, расположенных по периферии. По структуре подобны базальным тельцам. Центриоли размещены в участке светлой цитоплазмы. От нее в разные стороны отходят радиально микронити.

Нет центриолей в клетках высших растений, некоторых грибов, водорослей и простейших.

Функции центриолей

Принимают участие в образовании веретена деления, ресничек и жгутиков, микротрубочек цитоплазмы. Если отсутствуют, все эти процессы происходят без них. Другие функции окончательно не выяснены.

Включения

Включения – это непостоянные структуры, которые могут появляться и исчезать в процессе жизнедеятельности, преимущественно – запасные вещества.

Расположены в цитоплазме, а также встречаются в митохондриях, пластидах, клеточном соке вакуолей растительных клеток.

Могут распадаться под действием ферментов на соединения, которые вступают в процессы обмена, роста, цветения, созревания плодов и т. п.

Бывают в жидком состоянии в виде капелек (липиды) или твердом – в виде гранул (крахмал, гликоген и т. п.), кристалликом (соли щавелевой кислоты и т. п.).

Бывают органические и неорганические.

Органические включения

Органические: чаще всего углеводы (крахмал, гликоген), жиры, реже – белки, пигменты. Крахмал, который накапливается в лейкопластах, разрывает мембраны клеток и выходит в цитоплазму, где сохраняется в виде зерен.

В клетках растений запасающей ткани могут накапливаться белковые гранулы (бобовые, злаковые), жиры (арахис). Гликоген в виде зерен или волоконец запасается в животных клетках, в клетках грибов.

Много белков и липидов запасается в цитоплазме яйцеклеток животных.

Неорганические включения

Неорганические: соли (щавелевокислого натрия, мочевой кислоты и др.). Часто неорганические включения встречаются в виде нерастворимых соединений.

Включения могут возникать в виде структур, выполняющих роль внутриклеточного скелета у некоторых одноклеточных животных. Представляют собой конструкции определенной формы без поверхностной мембраны. Например, у радиолярий есть шарообразная капсула из роговидного соединения, внутриклеточный скелет из двуоксида кремния или сернокислого стронция, у лямблий – стержень из органического вещества.

Отличия строения растительной и грибной клетки от животной

Растительные клетки имеют в своем составе те же самые структуры, что и животные. Но для них характерны особые структуры, которых не имеют клетки животных.

Пластиды – органеллы, которые присущи только клеткам растений. Кроме того, каждая растительная клетка имеет клеточную стенку, в состав которой входит целлюлоза.

Для растительных клеток характерны особые большие вакуоли, которые обеспечивают поддержку тургорного давления.

Цитоплазмы клеток растений сквозь поры в клеточных стенках соединяются между собой с помощью плазмодесм, образуют единое целое – симпласт.

Животные клетки имеют надмембранную структуру – гликокаликс, отсутствующий у клеток растений.

Клеточный уровеньУровни организации живого

Строение и функции немембранных структур клетки

В эту группу органоидов входят рибосомы, микротрубочки и микрофиламенты, клеточный центр. Рибосома

Это округлая рибонуклеопротеиновая частица. Диаметр ее составляет 20–30 нм. Состоит рибосома из большой и малой субъединиц, которые объединяются в присутствии нити м-РНК (матричной, или информационной, РНК).

Комплекс из группы рибосом, объединенных одной молекулой м-РНК наподобие нитки бус, называется полисомой.

Эти структуры либо свободно расположены в цитоплазме, либо прикреплены к мембранам гранулярной ЭПС (в обоих случаях на них активно протекает синтез белка).

Полисомы гранулярной ЭПС образуют белки, выводимые из клетки и используемые для нужд всего организма (например, пищеварительные ферменты, белки женского грудного молока). Кроме этого, рибосомы присутствуют на внутренней поверхности мембран митохондрий, где также принимают активное участие в синтезе белковых молекул.

Микротрубочки

Это трубчатые полые образования, лишенные мембраны. Внешний диаметр составляет 24 нм, ширина просвета – 15 нм, толщина стенки – около 5 нм. В свободном состоянии представлены в цитоплазме, также являются структурными элементами жгутиков, цент-риолей, веретена деления, ресничек.

Микротрубочки построены из стереотипных белковых субъединиц путем их полимеризации. В любой клетке процессы полимеризации идут параллельно процессам деполимеризации. Причем соотношение их определяется количеством микротрубочек.

Микротрубочки имеют различную устойчивость к разрушающим их факторам, например, к колхицину (это химическое вещество, вызывающее деполимеризацию). Функции микротрубочек:

1) являются опорным аппаратом клетки;
2) определяют формы и размеры клетки;
3) являются факторами направленного перемещения внутриклеточных структур.
Микрофиламенты

Это тонкие и длинные образования, которые обнаруживаются по всей цитоплазме. Иногда образуют пучки. Виды микро-филаментов:

1) актиновые. Содержат сократительные белки (актин), обеспечивают клеточные формы движения (например, амебоидные), играют роль клеточного каркаса, участвуют в организации перемещений органелл и участков цитоплазмы внутри клетки;

2) промежуточные (толщиной 10 нм). Их пучки обнаруживаются по периферии клетки под плазмалеммой и по окружности ядра. Выполняют опорную (каркасную) роль. В разных клетках (эпителиальных, мышечных, нервных, фибробластах) построены из разных белков.

Микрофиламенты, как и микротрубочки, построены из субъединиц, поэтому их количество определяется соотношением процессов полимеризации и деполимеризации.

Клетки всех животных, некоторых грибов, водорослей, высших растений характеризуются наличием клеточного центра. Клеточный центр обычно располагается рядом с ядром.

Он состоит из двух центриолей, каждая из которых представляет собой полый цилиндр диаметром около 150 нм, длиной 300–500 нм.

Центриоли расположены взаимоперпендикулярно. Стенка каждой центриоли образована 27 микротрубочками, состоящими из белка тубулина. Микротрубочки сгруппированы в 9 триплетов.

Из центриолей клеточного центра во время деления клетки образуются нити веретена деления.

Центриоли поляризуют процесс деления клетки, чем достигается равномерное расхождение сестринских хромосом (хроматид) в анафазе митоза.

9. Гиалоплазма – внутренняя среда клетки. Цитоплазматические включения

Внутри клетки находится цитоплазма. Она состоит из жидкой части – гиалоплазмы (матрикса), органелл и цитоплазматиче-ских включений.

Гиалоплазма

Гиалоплазма – основное вещество цитоплазмы, заполняет все пространство между плазматической мембраной, оболочкой ядра и другими внутриклеточными структурами. Гиалоплазму можно рассматривать как сложную коллоидную систему, способную существовать в двух состояниях: золеобразном (жидком) и гелеобраз-ном, которые взаимно переходят одно в другое.

В процессе этих переходов осуществляется определенная работа, затрачивается энергия. Гиалоплазма лишена какой-либо определенной организации. Химический состав гиалоплазмы: вода (90 %), белки (ферменты гликолиза, обмена сахаров, азотистых оснований, белков и липи-дов).

Некоторые белки цитоплазмы образуют субъединицы, дающие начало таким органеллам, как центриоли, микрофиламенты.

Функции гиалоплазмы:
1) образование истинной внутренней среды клетки, которая объединяет все органеллы и обеспечивает их взаимодействие;
2) поддержание определенной структуры и формы клетки, создание опоры для внутреннего расположения органелл;
3) обеспечение внутриклеточного перемещения веществ и структур;
4) обеспечение адекватного обмена веществ как внутри самой клетки, так и с внешней средой.
Включения
Это относительно непостоянные компоненты цитоплазмы. Среди них выделяют:
1) запасные питательные вещества, которые используются самой клеткой в периоды недостаточного поступления питательных веществ извне (при клеточном голоде), – капли жира, гранулы крахмала или гликогена;
2) продукты, которые подлежат выделению из клетки, например, гранулы зрелого секрета в секреторных клетках (молоко в лактоцитах молочных желез);
3) балластные вещества некоторых клеток, которые не выполняют какой-либо конкретной функции (некоторые пигменты, например, липофусцин стареющих клеток).
Неклеточные формы жизни – вирусы, бактериофаги

Вирусы – доклеточные формы жизни, которые являются облигатными внутриклеточными паразитами, т. е. могут существовать и размножаться только внутри организма хозяина. Вирусы были открыты Д. И. Ивановским в 1892 г. (он изучал вирус табачной мозаики), но доказать их существование удалось намного позднее.

Многие вирусы являются возбудителями заболеваний, таких как СПИД, коревая краснуха, эпидемический паротит (свинка), ветряная и натуральная оспа.

Вирусы имеют микроскопические размеры, многие из них способны проходить через любые фильтры. В отличие от бактерий, вирусы нельзя выращивать на питательных средах, так как вне организма они не проявляют свойств живого. Вне живого организма (хозяина) вирусы представляют собой кристаллы веществ, не имеющих никаких свойств живых систем.

Строение вирусов

Зрелые вирусные частицы называются вирионами. Фактически они представляют собой геном, покрытый сверху белковой оболочкой. Эта оболочка – капсид. Она построена из белковых молекул, защищающих генетический материал вируса от воздействия нуклеаз – ферментов, разрушающих нуклеиновые кислоты.

У некоторых вирусов поверх капсида располагается супер-капсидная оболочка, также построенная из белка. Генетический материал представлен нуклеиновой кислотой. У одних вирусов это ДНК (так называемые ДНК-овые вирусы), у других – РНК (РНК-овые вирусы).

РНК-овые вирусы также называют ретровирусами, так как для синтеза вирусных белков в этом случае необходима обратная транскрипция, которая осуществляется ферментом – обратной транскриптазой (ревертазой) и представляет собой синтез ДНК на базе РНК.

Размножение вирусов

При внедрении вируса внутрь клетки-хозяина происходит освобождение молекулы нуклеиновой кислоты от белка, поэтому в клетку попадает только чистый и незащищенный генетический материал. Если вирус ДНК, то молекула ДНК встраивается в молекулу ДНК хозяина и воспроизводится вместе с ней.

Так появляются новые вирусные ДНК, неотличимые от исходных. Все процессы, протекающие в клетке, замедляются, клетка начинает работать на воспроизводство вируса. Так как вирус является облигатным паразитом, то для его жизни необходима клетка-хозяин, поэтому она не погибает в процессе размножения вируса.

Гибель клетки происходит только после выхода из нее вирусных частиц.

Если это ретровирус, внутрь клетки-хозяина попадает его РНК. Она содержит гены, обеспечивающие обратную транскрипцию: на матрице РНК строится одноцепочечная молекула ДНК.

Из свободных нуклеотидов достраивается комплементарная цепь, которая и встраивается в геном клетки-хозяина.

С полученной ДНК информация переписывается на молекулу и-РНК, на матрице которой затем синтезируются белки ретровируса.

Бактериофаги

Это вирусы, паразитирующие на бактериях. Они играют большую роль в медицине и широко применяются при лечении гнойных заболеваний, вызванных стафилококками и др. Бактериофаги имеют сложное строение.

Генетический материал находится в головке бактериофага, которая сверху покрыта белковой оболочкой (капсидом). В центре головки находится атом магния. Далее идет полый стержень, который переходит в хвостовые нити. Их функция – узнавать свой вид бактерий, осуществлять прикрепление фага к клетке.

После прикрепления ДНК выдавливается в бактериальную клетку, а оболочки остаются снаружи.

Строение и функции половых клеток (гамет)

Немембранные органоиды. Клеточное ядро

Рибосомы – очень мелкие тельца яйцеобразной формы, в которых происходит биосинтез белка. Рибосома состоит из рибосомальной РНК и белков. Часть рибосом находится на гранулярной ЭПС. Другие рибосомы, так называемые свободные, находятся в цитоплазме.

По своей биохимической структуре являются рибонуклеопротеидами. В рибосомах выделяют большую субъединицу, малую субъединицу. Они достаточно сложно взаимодействуют друг с другом.

Формирование рибосом у эукариот происходит в ядре, в ядрышковой сети, а затем большая и малая субъединицы мигрируют в поровые комплексы, в цитоплазму. Рибосомы бывают двух видов: эукариотические и прокариотические. Рибосомы про- и эукариот отличаются друг от друга в первую очередь по величине.

Общий размер эукариотических рибосом – 80S, малой части – 40S, большой – 60S, а в прокариотических – колеблется в пределах от 30S до 70S. Количество рибосом меняется в зависимости от вида клетки и биосинтеза белка. Например, среднее количество рибосом в клетках бактерий – 104-105.

В синтезе белка участвуют несколько рибосом, их называют полисомами. Рибосомы прокариот содержат около 55 белков, а рибосомы эукариот – около 100 белков. В малой части рибосомы идет процесс трансляции (передачи), а в большей скапливаются аминокислоты и образуют белки.

Во всех эукариотных клетках имеются полые цилиндрические структуры – микротрубочки. Они состоят из белков. Из микротрубочек формируются некоторые органоиды, например, клеточный центр.

Клеточный центр обычно располагается вблизи ядра и состоит из двух перпендикулярно расположенных центриолей и центросферы. Центриоли (от лат.

центрум – середина) – небольшие цилиндрические органоиды, стенки которых образованы микротрубочками. Центросфера состоит из одиночных микротрубочек, образующих ореол вокруг центриолей.

Клеточный центр принимает участие в делении клетки, из его микротрубочек образуются нити веретена деления, обеспечивающего равномерное распределение хромосом в дочерних клетках. Клеточный центр встречается в клетках животных и низших растений.

Органоиды движения клетки – реснички и жгутики.

Они характерны, в основном, для одноклеточных организмов, но имеются и у некоторых клеток многоклеточных организмов, например, в ресничном эпителии.

Реснички и жгутики представляют собой выросты цитоплазмы, окруженные плазматической мембраной. Внутри выростов находятся микротрубочки, сокращения которых приводят клетку в движение.

Кроме органоидов в цитоплазме клетки могут находиться и различные включения; которые не относятся к постоянным клеточным структурам, а образуются временно, например капли масла, крахмальные зерна.

Вакуоли – сферические одномембранные органоиды, заполненные жидкостью пространства в цитоплазме клеток растений и животных. Их жидкий состав содержит растворы минеральных солей, углеводов, а также нуклеиновые кислоты, танины, пигменты и другие вещества.

Вакуоли растительных клеток крупнее, чем вакуоли животной клетки. Вакуоли хорошо видны в период развития и старения клетки. Вакуоли молодых клеток бывают очень мелкими, а старея, они сливаются и образуют крупные вакуоли.

Пигменты клеточного сока окрашивают лепестки цветков, плоды, корнеплоды.

Ядро. Регуляторным центром клетки служит ядро. Оно отделено от цитоплазмы двойной мембранной ядерной оболочкой. В ядерной оболочке имеются ядерные поры. Через них осуществляется связь между органоидами цитоплазмы и ядром.

Внутри ядро заполнено ядерным соком, в которой находятся хромосомы, нуклеиновые кислоты, белки углеводы. В ядре также можно увидеть одно или несколько темных округлых образований – ядрышки. В ядрышках происходит сборка рибосом.

Хромосомы состоят из нитей ДНК и белка. Отличаются хромосомы друг от друга по форме и количеству. Хромосомы содержат 40% ДНК, 40% гистона, 20% других белков. ДНК – это источник информации о синтезе белков.

В ядре они не различимы, так как имеют вид тонких нитей.

Форма хромосом изменяется в зависимости от расположения центромеры, которые делят ее на две части, поэтому бывают несколько типов: метацентрические, субметацентрические, акроцентрические, телоцентрические и спутниковые.

Ядро регулирует все процессы жизнедеятельности клетки, обеспечивает передачу наследственной информации. Здесь происходит редупликация ДНК, синтез РНК, сборка рибосом. Ядро характерно для всех клеток эукариот, за исключением специализированных, например, зрелых эритроцитов.

Клетки бывают одноядерные и многоядерные. К многоядерным относятся клетки печени, мышечной ткани позвоночных животных и простейшие организмы.

Презентация "Немембранные и двумембранные органоиды"

Тема: «Немембранные и двумембранные органоиды»
Задачи:
рассмотреть особенности строения и функции немембранных и двумембранных органоидов.
Немембранные органоиды. Рибосомы

Образуются в ядре, в ядрышке.

Органоиды, диаметром порядка 20 нм. Рибосомы состоят из двух субъединиц неравного размера — большой и малой, на которые они могут диссоциировать. В состав рибосом входят белки и рибосомальные РНК (рРНК).

Молекулы рРНК составляют 50-63% массы рибосомы и образуют ее структурный каркас.

Немембранные органоиды. Рибосомы

Рибосом в клетке сотни тысяч, их функции – синтез белков. 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.

Немембранные органоиды. Рибосомы

Различают два основных типа рибосом: эукариотические — 80S и прокариотические – 70S. В состав рибосом эукариот входят 4 молекулы рРНК и около 100 молекул белка; в состав рибосом прокариот входят 3 молекулы рРНК и около 55 молекул белка.

Субъединицы рибосомы эукариот образуются в ядре, в ядрышке. Туда поступают рибосомальные белки из цитоплазмы и образуются субъединицы рибосом. Объединение субъединиц в целую рибосому происходит в цитоплазме, во время биосинтеза белка.

Немембранные органоиды. Рибосомы
Одной из отличительных особенностей эукариотической клетки является наличие в ее цитоплазме скелетных образований в виде микротрубочек и пучков белковых волокон.
Цитоскелет образован микротрубочками и микрофиламентами, определяет форму клетки, участвует в ее движениях, в делении и внутриклеточном транспорте.
Центром образования цитоскелета является клеточный центр.
Немембранные органоиды. Цитоскелет
Микротрубочки из белка тубулина
Микрофиламенты из белка актина
Немембранные органоиды. Цитоскелет
Немембранные органоиды. Цитоскелет
Образован двумя центриолями и уплотненной цитоплазмой — центросферой.

Центриоль – цилиндр, стенка которого образована девятью группами из трех слившихся микротрубочек (9 триплетов), соединенных поперечными сшивками. Отвечает за образование цитоскелета и за расхождение хромосом при клеточном делении.

Немембранные органоиды. Цитоскелет

Центриоли отсутствуют в клетках высших растений и грибов. Микротрубочки образует только материнская центриоль.

Удвоение центриолей происходит перед делением клетки, в S-период.
Немембранные органоиды. Цитоскелет
Какие структуры различают в цитоскелете клетки?
Микротрубочки, микрофиламенты и промежуточные филаменты.
Каковы основные функции цитоскелета?
Опорные функции, движение органоидов, расхождение хромосом при делении клетки.
Что известно о строении клеточного центра?
Состоит из двух центриолей, каждая центриоль состоит из 9 триплетов микротрубочек.
Какие функции выполняет клеточный центр?
Отвечает за образование цитоскелета.
У каких организмов клеточный центр отсутствует или не содержит центриоли?
Отсутствует у прокариот, не содержит центриоли у высших растений и грибов.

Где образуются рибосомы? За какие функции они отвечают?

Образуютя в ядре, в ядрышке. Отвечают за синтез белка.

Что известно о строении рибосом?
Состоят из двух субъединиц, в состав которых входят рРНК и белки.
Каковы размеры рибосом?
Диаметр – 20-30 нм, масса 70-80 S.
Подведем итоги:

Длина митохондрий 1,5-10 мкм, диаметр — 0,25 – 1,00 мкм. Наружная мембрана митохондрий гладкая, внутренняя мембрана образует многочисленные впячивания — кристы, обладающие строго специфичной проницаемостью и системами активного транспорта. Число крист может колебаться от нескольких десятков до нескольких сотен и даже тысяч, в зависимости от функций клетки.

Двумембранные органоиды. Митохондрии

Кристы увеличивают поверхность внутренней мембраны, на которой размещаются мультиферментные системы, участвующие в синтезе молекул АТФ. Внутренняя мембрана содержит белки двух главных типов: белки дыхательной цепи; ферментный комплекс, называемый АТФ-синтетазой, отвечающий за синтез основного количества АТФ.

Двумембранные органоиды. Митохондрии

Наружная мембрана отделена от внутренней межмембранным пространством. Внутреннее пространство митохондрий заполнено гомогенным веществом — матриксом. В матриксе содержатся кольцевая молекула ДНК, специфические иРНК, тРНК и рибосомы (прокариотического типа), осуществляющие автономный биосинтез части белков, входящих в состав внутренней мембраны.

Двумембранные органоиды. Митохондрии

Но большая часть генов митохондрии перешла в ядро, и синтез многих митохондриальных белков происходит в цитоплазме. Кроме того, содержатся ферменты, образующие молекулы АТФ.

Увеличение числа митохондрий происходит или путем деления или в результате появления перегородок и отшнуровывания мелких фрагментов.
Двумембранные органоиды. Митохондрии
Митохондрии осуществляют синтез АТФ, происходящий в результате процессов окисления органических субстратов и фосфорилирования АДФ. Субстратами являются углеводы, аминокислоты, глицерин и жирные кислоты;
Кроме того в митохондриях происходит синтез многих митохондриальных белков.
Двумембранные органоиды. Митохондрии
Согласно гипотезе симбиогенеза, митохондрии произошли от бактерий-окислителей, вступивших в симбиоз с анаэробной клеткой.
Двумембранные органоиды. Митохондрии
Значение симбиоза – при окислении образуется в 19 раз больше энергии, чем при гликолизе, бескислородном окислении.

Доказательства симбиотического происхождения митохондрий: в органоидах своя ДНК, кольцевая, как у бактерий, синтезируются свои белки, размножаются – как бактерии – делением. Но в процессе симбиоза большая часть генов перешла в ядро.

Двумембранные органоиды. Митохондрии

Размеры митохондрий:

Диаметр около 1 мкм, а длина — до 7-10 мкм..

Мембраны митохондрий:
Митохондрии покрыты двумя мембранами: наружная мембрана гладкая, а внутренняя имеет многочисленные складки и выступы — кристы.
Функции митохондрий:
В мембрану крист встроены ферменты, окисляющие органические вещества с образованием энергии, большая часть которой идет на образование АТФ.
Образуются митохондрии:
Путем деления.
Какие факты говорят в пользу симбиотического происхождения митохондрий?
Митохондриальная ДНК так же, как и ДНК бактерий замкнута в кольцо; митохондриальные рибосомы такие же, как и рибосомы бактерий; механизм деления митохондрий сходен с таковым у бактерий.
Подведем итоги:
Подведем итоги:
1
2
3
4
5
6
7
8
Что обозначено цифрами 1 – 8?