Общая гистология
 Скачать 0.91 Mb.
|
Синаптические соединенияЭто участки контактов двух клеток специализированных для односторонней передачи возбуждения или торможения от одного элемента к другому. Этот тип соединений характерен для клеток нервной системы. мембраны клетки. Основной структурной единицей всех клеточных мембран является биологическая мембрана. Структурно-химическая характеристика биологических мембран. Все биологические мембраны клетки представляют собой тонкие (6-10 нм) пласты липопротеидной природы. Основными химическими компонентами клеточных мембран являются липиды (около 40%) и белки (около 60%); кроме того, во многих мембранах обнаружены углеводы (5-10%). Липиды составляют большую группу органических веществ, обладающих плохой растворимостью в воде (гидрофобность) и хорошей растворимостью в органических растворителях и жирах (липофильность). Основными представителями липидов, которые входят в состав клеточных мембран являются фосфолипиды (глицерофосфаты), сфинголипиды и из стероидных липидов - холестерин. Характерным для липидов мембран является разделение их молекулы на две функционально различные части: 1) гидрофобная - неполярная, не несущая заряд, которая состоит из жирных кислот (хвосты); 2) гидрофильная - полярная, несущая заряд (головки). Мембранные белки также характеризуются тем, что их молекула в большинстве случаев состоит из двух частей: 1) полярной - богатой аминокислотами, несущими заряд; 2) неполярной - содержащей нейтральные аминокислоты (глицин, аланин, валин и лейцин). По расположению в липидных слоях мембраны молекулы белка делятся на: 1) интегральные - это те же неполярные белки, участки которых погружены в липидную часть мембраны; 2) полуинтегральные - белки частично встроенные в мембрану.
По биологической роли белки мембран подразделяются на: 1) белки - ферменты; 2) белки - переносчики; 3) рецепторные белки; 4) структурные белки. Углеводы входят в состав мембраны не в свободном состоянии, а в комплексе с белками (гликопротеиды) или с липидами (гликолипиды). Их количество в мембране как правило очень незначительно. Строение биологической мембраны. Изучение морфобиохимической организации биологической мембраны началось еще в первой половине ХХ в. на обьектах, очень удобных для этой цели, - так называемых «тенях» эритроцитов. По мере накопления данных в 1935 г. Даниели и Даусон предложили первую, так называемую «бутербродную» модель организации мембраны Суть теории заключалась в том, что основу мембраны составляет двойной слой липидных молекул, обращенных друг к другу гидрофобными участками, а внешняя и внутренняя поверхности билипидного слоя, образованные гидрофильными участками молекул, покрыты сплошными слоями белка. Эта умозрительная модель получила морфологическое подтверждение в первых ультраструктурных исследованиях. Однако в дальнейших цитофизиологических исследованиях было получено большое количество фактов, трудно обьяснимых с позиции этой модели. В частности, анализ проблемы трансмембранного транспорта показал, что мембрана, по-видимому, гораздо лабильнее и динамичнее, чем это следует из «бутербродной» модели, и весьма веским аргументом против трехслойной модели была термодинамическая неустойчивость такого рода системы . Ведь гидрофильные компоненты липидного слоя оказываются изолированными от водной фазы сплошным слоем гидрофильных белковых молекул. Такая система требует для поддержки своей структуры значительных затрат энергии. В связи с этим стало распространяться представление о том, что при построении сложной белково-липидной системы мембран в живой природе должен быть использован более выгодный термодинамический принцип, а именно принцип гидрофобно-гидрофильных взаимодействий. Исходя из этого принципа, было предложено множество моделей биологической мембраны. Наиболее универсальной оказалась так называемая жидкостно-мозаическая модель, которой и пользуются в настоящее время. Цитоплазма и ее структурные компоненты Цитоплазма (cytoplasma) представляет собой сложную коллоидную систему, состоящую из гиалоплазмы, мембранных и немембранных органелл и включений. Гиалоплазма ( от греч. hyaline - прозрачный) представляет собой сложную коллоидую систему состоящую из различных биополимеров (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды), которая способна переходить из золеобразного (жидкого) состояния в гель и обратно. ¨Гиалоплазма состоит из воды, органических и неорганических соединений, растворенных в ней и цитоматрикса, представленного трабекулярной сеткой волокон белковой природы, толщиной 2-3 нм. ¨Функция гиалоплазмы заключается в том, что эта среда объединяет все клеточные структуры и обеспечивает химическое взаимодействие их друг с другом. Через гиалоплазму осуществляется большая часть внутриклеточных транспортных процессов: перенос аминокислот, жирных кислот, нуклеотидов, сахаров. В гиалоплазме идет постоянный поток ионов к плазматической мембране и от нее, к митохондриям, ядру и вакуолям. Гиалоплазма составляет около 50% от всего объема цитоплазмы. Органеллы и включения. Органеллы - постоянные и обязательные для всех клеток микроструктуры, обеспечивающие выполнение жизненно важных функций клеток. В зависимости от размеров органеллы разделяются на: 1) микроскопические - видимые под световым микроскопом;
По наличии мембраны в составе органелл различают: 1) мембранные;
В зависимости от назначения все органеллы делятся на:
Мембранные органеллы Митохондрии Митохондрии - микроскопические мембранные органеллы общего назначения. ¨Размеры - толщина 0,5мкм, длина от 1 до 10мкм. ¨Форма - овальная, вытянутая, неправильная. ¨Строение - митохондрия ограничена двумя мембранами толщиной около 7нм: 1) Наружной гладкой митохондриальной мембраной (membrana mitochondrialis externa), которая отграничивает митохондрию от гиалоплазмы. Она имеет равные контуры, замкнута таким образом, что представляет мешок.
Матрикс имеет тонкозернистое строение и содержит тонкие нити толщиной 2-3 нм и гранулы размером около 15-20 нм. Нити представляют собой молекулы ДНК, а мелкие гранулы - митохондриальные рибосомы. ¨Функции митохондрий 1. Синтез и накопление энергии в виде АТФ, происходит в результате процессов окисления органических субстратов и фосфорилирования АТФ. Эти реакции протекают при участии ферментов цикла трикарбоновых кислот, локализованных в матриксе. Мембраны крист имеют системы дальнейшего транспорта электронов и сопряженного с ним окислительного фосфорилирования (фосфорилирование АДФ в АТФ). 2. Синтез белка. Митохондрии в своем матриксе имеют автономную систему синтеза белка. Это единственные органеллы, которые имеют молекулы собственной ДНК, свободной от гистоновых белков. В матриксе митохондрий также происходит образование рибосом, которые синтезируют ряд белков, некодируемых ядром и используемых для по строения собственных ферментных систем. 3. Регуляция водного обмена . Лизосомы Лизосомы (lisosomae) - субмикроскопические мембранные органеллы общего назначения. ¨Размеры - 0,2-0,4 мкм ¨Форма - овальная, мелкая, шаровидная. ¨Строение - лизосомы имеют в своем составе протеолитические ферменты (известно более 60), которые способны расщеплять различные биополимеры. Ферменты располагаются замкнутом мембранном мешочке, который предупреждает их попадание в гиалоплазму. Среди лизосом различают четыре типа:
Первичные лизосомы - это мелкие мембранные пузырьки размером 0,2-0,5 мкм, заполненные неструктурированным веществом, содержащим гидролитические ферменты в неактивном состоянии (маркерный - кислая фосфотаза). Вторичные лизосомы (гетерофагосомы) или внутриклеточные пищеварительные вакуоли, которые формируются при слиянии первичных лизосом с фагоцитарными вакуолями. Ферменты первичной лизосомы начинают контактировать с биополимерами, и расщепляют их до мономеров. Последние транспортируются через мембрану в гиалоплазму, где происходит их реутилизация, то есть включение в различные обменные процессы. Аутофагосомы (аутолизосомы) – постоянно встречаются в клетках простейших, растений и животных. По совей морфологии их относят к вторичным лизосомам, но с тем различием, что в составе этих вакуолей встречаются фрагменты или даже целые цитоплазматические структуры, такие, как митохондрии, пластиды, рибосомы, гранулы гликогена. Остаточные тельца (телолизосома, corpusculum residuale) - представляют собой окруженные биологической мембраной нерасщепленные остатки, содержат небольшое количество гидролитических ферментов, в них происходит уплотнение содержимого, его перестройка. Часто в остаточных тельцах происходит вторичная структуризация не переваренных липидов и последние образуют слоистые структуры. Там же наблюдается отложение пигментных веществ - пигмент старения, содержащий липофусцин. ¨Функция - переваривание биогенных макромолекул, модификация продуктов синтезируемых клеткой с помощью гидролаз. |