1 атт гиста (копия). 1. Понятие о клетке, как о наименьшей единице живого
 Скачать 94.46 Kb.
|
|
17. Органеллы общего и специального назначения. Мембранные и немембранные органеллы. Органеллы - постоянные структурные элементы цитоплазмы клетки, имеющие специфическое строение и выполняющие определенные функции. К органеллам общего назначения относятся: 1. Эндоплазматическая сеть — внутриклеточный органоид эукариотической клетки, представляющий собой разветвлённую систему из окружённых мембраной уплощённых полостей, пузырьков и канальцев. 2. Аппара́т (ко́мплекс) Го́льджи — мембранная структура эукариотической клетки, органелла, в основном предназначенная для выведения веществ, синтезированных в ЭПС 3. Лизосомы - структуры в клетках животных и растительных организмов, содержащие ферменты, способные расщеплять белки, полисахариды, пептиды, нуклеиновые кислоты. 4. Митохо́ндрия — двумембранная гранулярная или нитевидная органелла. Характерна для большинства эукариотических клеток как автотрофов. Энергетическая станция клетки; основная функция — окисление органических соединений и использование освобождающейся при их распаде энергии в синтезе молекул АТФ, который происходит за счёт движения электрона поэлектронно-транспортной цепи белков внутренней мембраны. 5. Рибосомы – немембранные органеллы, на которых происходит синтез белка в клетке. Они представляют собой сферические структуры с диаметром около 20 нм. Органеллы специального назначения. Присутствуют только в специализированных клетках отдельных типов. К ним отнесены реснички, жгутики, микроворсинки, микрофибриллы и др. Микроворсинки - это выросты цитоплазмы клетки диаметром О,1 мкм и длиной 1 мкм . Они многократно увеличивают поверхность клетки, на которой может происходить (например, в тонком кишечнике) расщепление и всасывание веществ. Реснички и жгутики представляют собой выпячивания цитоплазмы, окруженные клеточной мембраной, способные к активному движению. Реснички и жгутики на ультраструктурном уровне имеют сходные принципы строения, но могут иметь разные функции. Реснички перемещают поверхностный субстрат полого органа, тогда как жгутик спермия позволяет передвигаться самой клетке По строению органеллы в свою очередь делятся на: мембранные органеллы и немембранные. К группе мембранных органелл относятся: - митохондрии, - эндоплазматическая сеть, - пластинчатый комплекс Гольджи, - лизосомы, - пероксисомы; К группе немембранных органелл: · рибосомы, · клеточный центр, · микротрубочки, · микрофибриллы, · микрофиламенты. 18. ЭПС Эндоплазматическая сеть (ЭПС), или 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 два вида ЭПС: 1) шероховатая (гранулярная), содержащая на своей поверхности рибосомы; 2) гладкая (агранулярная), мембраны которой рибосом не несут. Функции: 1) транспорт веществ из одной части клетки в другую, 2) разделение цитоплазмы клетки на компартменты ( «отсеки»), 3) синтез углеводов и липидов (гладкая ЭПС), 4) синтез белка (шероховатая ЭПС), 5) место образования аппарата Гольджи. 19. Аппарат Гольджи Аппарат Гольджи, или комплекс Гольджи, — одномембранный органоид. Представляет собой стопки уплощенных «цистерн» с расширенными краями. С ними связана система мелких одномембранных пузырьков (пузырьки Гольджи). Каждая стопка обычно состоит из 4-х–6-ти «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). Функции аппарата Гольджи: 1) накопление белков, липидов, углеводов, 2) модификация поступивших органических веществ, 3) «упаковка» в мембранные пузырьки белков, липидов, углеводов, 4) секреция белков, липидов, углеводов, 5) синтез углеводов и липидов, 6) место образования лизосом. Секреторная функция является важнейшей, поэтому аппарат Гольджи хорошо развит в секреторных клетках. 20. Лизосомы Лизосомы — одномембранные органоиды. Представляют собой мелкие пузырьки (диаметр от 0,2 до 0,8 мкм), содержащие набор гидролитических ферментов. Ферменты синтезируются на шероховатой ЭПС, перемещаются в аппарат Гольджи, где происходит их модификация и упаковка в мембранные пузырьки, которые после отделения от аппарата Гольджи становятся собственно лизосомами. Лизосома может содержать от 20 до 60 различных видов гидролитических ферментов. Расщепление веществ с помощью ферментов называют лизисом. Различают: 1) первичные лизосомы, 2) вторичные лизосомы. Первичными называются лизосомы, отшнуровавшиеся от аппарата Гольджи. Первичные лизосомы являются фактором, обеспечивающим экзоцитоз ферментов из клетки. 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 капсула 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: 1) внутриклеточное переваривание органических веществ, 2) уничтожение ненужных клеточных и неклеточных структур, 3) участие в процессах реорганизации клеток. 21. Пероксисомы Пероксисомы представляют собой небольшие органеллы, присутствующие в эукариотических клетках. Пероксисомы окружены одной мембраной и содержат ферменты, которые продуцируют перекись водорода в качестве побочного продукта. Пероксисомы воспроизводятся аналогично митохондриям и хлоропластам, поскольку они обладают способностью собираться и размножаться путем деления. В отличие от митохондрий и хлоропластов, пероксисома не имеет ДНК и должна принимать белки, вырабатываемые свободными рибосомами в цитоплазме. Поглощение белков и фосфолипидов увеличивает рост, и новые пероксисомы образуются в результате разделения расширенных 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 фетановой кислоты и т. д. Наряду с митохондриями пероксисомы являются главными потребителями O2 в клетке. 22. Митохондрии Форма, размеры и количество митохондрий чрезвычайно варьируют. По форме митохондрии могут быть палочковидными, округлыми, спиральными, чашевидными, разветвленными. Длина митохондрий колеблется в пределах от 1,5 до 10 мкм, диаметр — от 0,25 до 1,00 мкм. Количество митохондрий в клетке может достигать нескольких тысяч и зависит от метаболической активности клетки. Митохондрия ограничена двумя мембранами. Наружная мембрана митохондрий гладкая, внутренняя образует многочисленные складки — кристы. Кристы увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны, на которой размещаются мультиферментные системы, участвующие в процессах синтеза молекул АТФ. Внутреннее пространство митохондрий заполнено матриксом. В матриксе содержатся кольцевая ДНК, специфические иРНК, рибосомы прокариотического типа (70S-типа), ферменты цикла Кребса. Функции митохондрий: 1) синтез АТФ, 2) кислородное расщепление органических веществ. Автономная система белкового синтеза митохондрий представлена молекулами ДНК, свободными от гистонов. ДНК короткая, имеет форму кольца (циклическая) и содержит 37 генов. В отличие от ядерной ДНК в ней практически нет некодирующих последовательностей нуклеотидов. Особенности строения и организации сближают ДНК митохондрий с ДНК бактериальных клеток. На ДНК митохондрий происходит синтез молекул РНК разных типов: информационных, трансфертных (транспортных) и рибосомальных. 23. Рибосомы. Рибосомы — немембранные органоиды, диаметр примерно 20 нм. Рибосомы состоят из двух субъединиц — большой и малой, на которые могут диссоциировать. Химический состав рибосом — белки и рРНК. Молекулы рРНК составляют 50–63% массы рибосомы и образуют ее структурный каркас. Различают два типа рибосом: 1) эукариотические (с константами седиментации целой рибосомы — 80S, малой субъединицы — 40S, большой — 60S); 2) прокариотические (соответственно 70S, 30S, 50S). Субъединицы рибосомы эукариот образуются в ядрышке. Объединение субъединиц в целую рибосому происходит в цитоплазме, как правило, во время биосинтеза белка. Функция рибосом: сборка полипептидной цепочки (синтез белка). 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. Прокариотические клетки имеют рибосомы только 70S-типа. Эукариотические клетки имеют рибосомы как 80S-типа (шероховатые мембраны ЭПС, цитоплазма), так и 70S-типа (митохондрии, хлоропласты). 24. центриоли Центриоли представляют собой немембранную структуру в виде мелких телец, которые входят в состав клеточного ядра. Центриоли в клетке окружены мелкозернистым полужидким веществом, которое либо не обладает четко определенной структурой, либо имеет волокнистый вид. Строение. Основу строения центриолей составляют 9 комплексов по 3 микротрубочки, которые образуют полый цилиндр. Его ширина в среднем составляет 0,15 мкм, а длина – 0,3-0,5 мкм. Первая трубочка, расположенная ближе к центру цилиндра – полная, она ее диаметр равен порядка 25 нм. Толщина ее стенки составляет всего 5 нм, она состоит из 13 белковых субъединиц. Последние представляют собой полипептидный, или мультимерный, комплекс. Последующие две трубочки являются неполными и плотно примыкают друг к другу. В их составе содержится 11 пептидных субъединиц. Триплеты расположены под углом около 40-45° к радиусу цилиндра. Микротрубочки погружены в аморфную субстанцию. Кроме трубочек, в клеточных центриолях также имеются ручки-выросты, одни из которых направлены к соседним триплетам, а другие – к центру вышеописанного цилиндра. Центриоли играют определенную роль в пространственной ориентации веретена деления по отношению к полюсам клетки. Микротрубочки в составе этих органоидов выполняют опорную функцию. Возможно, по аналогии с белковыми структурами, формирующими цитоскелет клетки, микротрубочки также служат для транспортировки определенных веществ. 25. Цитоскелет. Цитоскелет представляет собой динамичную внутриклеточную сетчатую структуру, состоящую из белковых нитей (филаментов) и трубчатых элементов. Компоненты цитоскелета являются немембранными органеллами цитоплазмы и представлены микрофиламентами, промежуточными филаментами и микротрубочками. Они имеют характерное распределения в клетке. Каждый тип цитоскелетных структур образует трехмерную сеть, взаимодействующую с сетями других компонентов цистокелета. Кроме того, элементы цитоскелета создают основу других, более сложно организованных клеточных органелл: клеточного центра, ресничек, жгутиков, микроворсинок. Функции цитоскелета сложны, многообразны и контролируются ядерным геномом. Цитоскелет выполняет роль структурного организатора цитоплазмы, обеспечивает поддержание и необходимые изменения формы клетки, все виды движений, обеспечивает транспорт веществ в клетку и из нее. Цитоскелет принимает участие в межклеточных взаимодействиях, формировании межклеточных контактов, а значит, в организации клеточных пластов и тканей. В построении цитоскелета участвуют три главных типа белковых фибрилл разного калибра: 1) микрофиламенты представляют собой нитчатые структуры, диаметр которых составляет 5—6 нм; 2) промежуточные филаменты, их диаметр примерно равен 10 нм; 3) микротрубочки, их диаметр — около 25 нм. Помимо трех основных типов белковых нитей в построении цитоскелета участвует множество вспомогательных белков. Микрофиламенты встречаются во всех эукариотических клетках. Они образуют тонкую сеть в цитоплазме, упорядоченные пучки и слой под плазматической мембраной, называемый кортикальным, входят в состав микроворсинок и межклеточных контактов. Особенно велико содержание микрофиламентов в специализированных мышечных клетках. 26. миофибриллы, микротрубочки, тонофиламенты, микроворсинки, реснички, жгутики. - Миофибри́ллы — органеллы клеток поперечнополосатых мышц, обеспечивающие их сокращение. Служат для сокращений мышечных волокон. Миофибрилла — нитевидная структура, состоящая из саркомеров. Каждый саркомер имеет длину около 2 мкм и содержит два типа белковых филаментов: тонкие миофиламенты из актина и толстые филаменты из миозина. Границы между саркомерами (Z-диски) состоят из особых белков, к которым крепятся концы актиновых филаментов. Миозиновые филаменты также крепятся к границам саркомера с помощью нитей из белка титина (тайтина). С актиновыми филаментами связаны вспомогательные белки — небулин и белки тропонин-тропомиозинового комплекса. - Микротрубочки представляют собой прямые, неветвящиеся длинные полые цилиндры. Их внешний диаметр составляет около 24 нм, внутренний просвет имеет ширину 15 нм, а толщина стенки — 5 нм. Стенка микротрубочек построена за счет плотно уложенных округлых субъединиц (из белка тубулина) величиной около 5 нм. - тонофиламенты - нитевидные структуры толщ. 10 нм в эпителиальных клетках; состоят, как правило, из белка прекератина. Обеспечивают механич. свойства эпителия. Пучки Т. образуют тонофибриллы. - Микроворсинки - это выросты цитоплазмы клетки диаметром О,1 мкм и длиной 1 мкм. Они многократно увеличивают поверхность клетки, на которой может происходить (например, в тонком кишечнике) расщепление и всасывание веществ. - Реснички и жгутики представляют собой выпячивания цитоплазмы, окруженные клеточной мембраной, способные к активному движению. Реснички и жгутики на ультраструктурном уровне имеют сходные принципы строения, но могут иметь разные функции. Реснички перемещают поверхностный субстрат полого органа, тогда как жгутик спермия позволяет передвигаться самой клетке. 27. включения Включения – необязательные компоненты клетки, накапливающиеся в процессе жизнедеятельности и метаболизма. По форме выделяют: гранулы; кристаллы; зёрна; капли; глыбы. По функциональному назначению включения подразделяются на следующие группы: трофические или накопительные – запасы питательных веществ (вкрапления липидов, полисахаридов, реже – белков); секреты– химические соединения в жидком виде, накапливающиеся в железистых клетках; пигменты– окрашенные вещества, выполняющие определённые функции (например, гемоглобин переносит кислород, хлорофилл, пигмент зеленого цвета, который обеспечивает фотосинтез, меланин – окрашивает кожу); экскреты– продукты метаболического распада. 28. 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 гелеобразном, 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. |