Органоїди клітини їх будова та функції. Органоїди рослинної клітини

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-1.jpg" alt="(!LANG:>Будова та функції органоїдів клітини.">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-2.jpg" alt="(!LANG:>Органоїди – постійні клітинні структури, що мають певна будова, хімічний склад та виконуючі специфічні функції.">

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-3.jpg" alt="(!LANG:>Включення цитоплазми - це необов'язкові компоненти клітини, що з'являються і зникають від інтенсивності"> Включения цитоплазмы - это необязательные компоненты клетки, появляющиеся и исчезающие в зависимости от интенсивности и характера обмена веществ в клетке и от условий существования организма. Включения имеют вид зерен, глыбок, капель, вакуолей, гранул !} різної величинита форми. Їх хімічна природадуже різноманітна. Залежно від функціонального призначення включення поєднують у групи. ГРУПИ: ТРОФІЧНІ ЕКСКРЕТИ І ІН. СЕКРЕТИ СПЕЦІАЛЬНІ ВКЛЮЧЕННЯ (ГЕМОГЛОБІН) ІНКРЕТИ ПІГМЕНТИ

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-4.jpg" alt="(!LANG:>Рослинна клітина">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-5.jpg" alt="(!LANG:>Роль ядра в житті клітини Між ядром і навколишнім його цито обмін"> Роль ядра в жизни клетки Между ядром и окружающей его цитоплазмой происходит постоянный обмен веществ. Это хорошо видно на примере взаимодействия ДНК и РНК ядра и цитоплазмы. Ядро играет огромную роль в жизни клетки. Его роль очень велика не только процессах созидания живой материи, но и во всех других проявлениях жизнедеятельности клетки.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-6.jpg" alt="(!LANG:>Тваринна клітина">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-7.jpg" alt="(!LANG:>Порівняння">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-8.jpg" alt="(!LANG:>Органоїди клітини">!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-9.jpg" alt="(!LANG:> Органоїди клітини Органоїди загального Спеціальні призначення органо"> Органоиды клетки Органоиды общего Специальные назначения органоиды Характерные для специализированных клеток Присутствующие во многоклеточного всех клетках эукариот организма или клеток одноклеточного организма Пластиды, митохондрии, Реснички, жгутики и т. д. лизосомы и т. д.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-10.jpg" alt="(!LANG:> Класифікація органоїдів Органоїди Немембранні"> Классификация органоидов Органоиды Немембранные Мембранные Рибосомы Одномембранные Двухмембранные Клеточный центр Микротрубочки ЭПС Митохондрии Микрофиламенты Комплекс пластиды Хромосомы Гольджи Лизосомы Вакуоли!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-12.jpg" alt="(!LANG:> Нуклеїнових кислот немає. Метаболізм"> Нуклеиновых кислот нет. Метаболизм липидов Синтез белка на ШЭР!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-13.jpg" alt="(!LANG:>ЕПС (ендоплазматична мережа) - безперервна тривимірна тривимірна мережа). Починається як випинання зовнішньої"> ЭПС (эндоплазматическая сеть) - непрерывная трехмерная сеть канальцев и цистерн. Начинается как выпячивание внешней мембраны ядра и заканчивается у цитоплазматической мембраны. Различают гладкий и шероховатый ретикулум. На шероховатом находятся рибосомы. Это место синтеза большинства белков и липидов клетки. Гладкий используется для перемещения синтезированных веществ.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-14.jpg" alt="(!LANG:>Бере участь у накопиченні продуктів, синтезованих в ендоплазматичної мережіУ цистернах комплексу Гольджі відбувається синтез полісахаридів, їх комплексування з білковими молекулами. Одна з головних функцій комплексу Гольджі - формування готових секретів. Найважливішими для клітини функціями комплексу Гольджі також є оновлення клітинних мембран, у тому числі і ділянок плазмолеми, а також заміщення дефектів плазмолеми в процесі секреторної діяльності клітини. синтезуються і гранулярної мережі.

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-15.jpg" alt="(!LANG:>Мітохондрії Мітохондрія - симбіотичний організм."> Митохондрии Митохондрия - симбиотический организм. Предшественницей была бактерия. Имеется собственные ДНК, рибосомы, двойная мембрана. Внутренняя мембрана имеет !} велика кількістьвп'ячування - христ. Здійснює процес дихання у клітині. Синтезує АТФ з АДФ і таким чином забезпечує клітину енергією.

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-16.jpg" alt="(!LANG:>Лізосоми Лізосома - невелике тільце, обмежене від цитон. ній знаходяться літичні"> Лизосомы Лизосома - небольшое тельце, ограниченное от цитоплазмы одинарной мембраной. В ней находятся литические ферменты, способные расщепить все биополимеры. Основная функция - автолиз - то есть расщепление отдельных органоидов, участков цитоплазмы клетки.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-17.jpg" alt="(!LANG:>Пероксисоми Пероксисоми- або мікротільця. Округлої форми."> Пероксисомы Пероксисомы- или микротельца. Округлой формы. Содержат одну мембрану, не содержат ДНК и рибосом. Утилизируют кислород в клетке. (кислород очень вреден для клетки. Кислородом отбеливают)!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-18.jpg" alt="(!LANG:>Рібосоми - дрібні органоїди, Знаходяться в еласоп, мітохондріях Синтезують білки,"> Рибосомы - мельчайшие органоиды. Находятся в ЭПР, цитоплазме, хлоропластах, митохондриях. Синтезируют белки, необходимые клетке, отдельным органоидам. К мембранам эндоплазматической сети прикреплено !} велике числорибосом - найдрібніших органоїдів клітини, що мають вигляд сфери з діаметром 20 нм і складаються з РНК та білка. На рибосомах відбувається синтез білків. Потім знову синтезовані білки надходять у систему порожнин і канальців, якими переміщаються всередині клітини. У цитоплазмі клітини є вільні, не прикріплені до мембран ендоплазматичної мережі рибосоми. Зазвичай, вони розташовуються групами, ними теж синтезуються білки, використовувані самої клітиною.

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-19.jpg" alt="(!LANG:> Цитоскелет - тривимірна мережа ниток, яка пронизує клітину."> Цитоскелет - трехмерная сеть нитей, которая пронизывает клетку. Поддерживает форму клетки, не позволяет органоидам перемещаться, защищает их от повреждения, является амортизатором. Состоит из микротрубочек и более мелких микрофиламентов. Микротрубочки построены из белка тубулина, микрофиламенты - из актина. Могут собираться и разбираться.!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-20.jpg" alt="(!LANG:>Клітинна стінка Клітинна стінка- тверда оболонка рослинної клітини. Клітинна стінка - тверда оболонка рослинної клітини. Надає форму клітині. Захищає від пошкоджень. Вона прозора, пропускає сонячне світло і воду. У ній є пори, які забезпечують взаємозв'язок клітин. Складається з целюлози і матриксу. У матриксі міститься геміцелюло. та пектинові речовини.

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-21.jpg" alt="(!LANG:>Вакуоль - органоїд, відокремлений від цитоплазми. Вакуоль."> Вакуоль - органоид, отделенный от цитоплазмы. Вакуоль заполнена !} клітинним соком. Вакуоль забезпечує зберігання різних речовин- іонів, пігментів, органічних кислот; лізис речовин, захист від травоїдних, тому що в ній може бути велика кількість токсичних речовин; забезпечує пігментацію – пігменти знаходяться у вакуолі; ізолювання токсичних речовин.

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-22.jpg" alt="(!LANG:>Пластиди- знайдені тільки в клітинах вищих рослин і водоростей."> Пластиды- найдены только в клетках высших растений и водорослей. Предшественницей была цианобактерия, которая стала симбиотическим организмом. Имеет двойную мембрану. Внутри находится кольцевая молекула ДНК, рибосомы. Выделяют: 1)хлоропласты- зеленые пластиды, в которых осуществляется фотосинтез. 2) Хромопласты - желтые, оранжевые и красные пластиды. Образуются при разрушении хлорофилла (листья осенью, помидоры, морковь)!}

Src="https://present5.com/presentation/3/3887616_437514243.pdf-img/3887616_437514243.pdf-23.jpg" alt="(!LANG:>3)Амілоплади 3) Амілопласти - незабарвлені пласти."> 3)Амилопласты 3) Амилопласты - неокрашенные пластиды. Заполнены крахмалом. Выполняют запасающую функцию. (клубень картофеля). 4) Этиопласты - развиваются у растений, находящихся в темноте. Под воздействием света превращаются в хлоропласты Новые пластиды образуются за счет деления уже имеющихся пластид. При мутации нескольких пластид образуются химеры. У химер один лист может быть белым, а другой - зеленым или только часть листа будет белой.!}

Органоїди – постійні та обов'язкові компоненти клітин; спеціалізовані ділянки цитоплазми клітини, що мають певну структуру та виконують певні функціїв клітці.Розрізняють органоїди загального та спеціального призначення.

Органоїди загального призначення є у більшості клітин (ендоплазматична мережа, мітохондрії, пластиди, комплекс Гольджі, лізосоми, вакуолі, клітинний центр, рибосоми). Органоїди спеціального призначення характерні лише для спеціалізованих клітин (міофібрили, джгутики, вії, скорочувальні та травні вакуолі). Органоїди (за винятком рибосом та клітинного центру) мають мембранна будова.

Ендоплазматична ретикулюм(ЕПР) – це розгалужена система з'єднаних між собою порожнин, трубочок і каналів, утворених елементарними мембранами і пронизує всю товщу клітини.Відкрита 1943 р. Портером. Особливо багато каналів ендоплазматичної мережі у клітинах з інтенсивним обміном речовин. У середньому обсяг ЕПС становить від 30 до 50% загального обсягу клітини. ЕПС лабільна. Форма внутрішніх лакун та кана

лов, їх розмір, розташування в клітині та кількість змінюються в процесі життєдіяльності. Розвинена сильніша у тварин клітина. ЕПС морфологічно та функціонально пов'язана з прикордонним шаромцитоплазми, ядерної оболонкою, рибосомами, комплексом Гольджі, вакуолями, утворюючи разом з ними єдину функціонально-структурну систему для здійснення обміну речовин та енергії та пересування речовин усередині клітини. Поблизу ендоплазматичної мережі накопичуються мітохондрії та пластиди.

Виділяють два різновиди ЕПС: шорстку і гладку. На мембранах гладкої (агранулярної) ЕПС локалізовані ферменти систем жирового та вуглеводного синтезу: тут відбувається синтез вуглеводів та багатьох клітинних ліпідів. Мембрани гладкого різновиду ендоплазматичної мережі переважають у клітинах сальних залоз, печінки (синтез глікогену), у клітинах з великим змістом поживних речовин(насіння рослин). На мембрані шорсткої (гранулярної) ЕПС розташовуються рибосоми, де здійснюється біосинтез білків. Частина білків, що синтезуються ними, включається до складу мембрани ендоплазматичної мережі, інші надходять у просвіт її каналів, де перетворюються і транспортуються в комплекс Гольджі. Особливо багато шорстких мембран у клітинах залоз та нервових клітинах.

Рис. Шорсткий і гладкий ендоплазматичний ретикулум.

Рис. Транспорт речовин за системою ядро ​​– ендоплазматичний ретикулум (ЕПР) – комплекс Гольджі.

Функції ендоплазматичної мережі:

1) синтез білків (шорстка ЕПС), вуглеводів та ліпідів (гладка ЕПС);

2) транспорт речовин, що надійшли в клітину, так і знову синтезуються;

3) розподіл цитоплазми на відсіки (компартменти), що забезпечує просторове поділ ферментних систем, необхідне їхнього послідовного вступу в біохімічні реакції.

Мітохондрії – присутні практично у всіх типах клітин одно- та багатоклітинних організмів (за винятком еритроцитів ссавців). Число їх у різних клітинахваріює і залежить від рівня функціональної активності клітини. У клітині печінки щури їх близько 2500, а в чоловічій статевій клітині деяких молюсків – 20 – 22. Їх більше у грудному м'язі літаючих птахів, ніж у грудному м'язі нелітаючих.

Мітохондрії мають форму сферичних, овальних та циліндричних тілець. Розміри становлять 0,2 – 1,0 мкм та діаметрі і до 5 – 7 мкм у довжину.

Рис. Мітохондрія.

Довжина ниткоподібних форм сягає 15-20 мкм. Зовні мітохондрії обмежені гладкою зовнішньою мембраною, схожою за складом із плазмалемою. Внутрішня мембрана утворює численні вирости – кристи – і містить численні ферменти, АТФ-соми (грибоподібні тіла), що у процесах трансформації енергії поживних речовин, у енергію АТФ. Кількість христ залежить від функції клітини. У мітохондріях м'язів христ дуже багато, вони займають всю внутрішню порожнину органоїду. У мітохондріях ембріональних клітин кристи поодинокі. У рослинних виростах внутрішньої мембрани частіше мають форму трубочок. Порожнина мітохондрії заповнена матриксом, в якому містяться вода, мінеральні солібілки-ферменти, амінокислоти. Мітохондрії мають автономну білоксинтезуючу систему: кільцеву молекулу ДНК, різні видиРНК і дрібніші, ніж у цитоплазмі рибосоми.

Мітохондрії тісно пов'язані мембранами ендоплазматичної мережі, канали якої часто відкриваються прямо в мітохондрії. При підвищенні навантаження на орган та посиленні синтетичних процесів, що вимагають витрати енергії, контакти між ЕПС та мітохондріями стають особливо численними. Число мітохондрій може швидко збільшуватися шляхом розподілу. Здатність мітохондрій до розмноження обумовлена ​​присутністю в них молекули ДНК, що нагадує кільцеву хромосому бактерій.

Функції мітохондрій:

1) синтез універсального джерела енергії – АТФ;

2) синтез стероїдних гормонів;

3) біосинтез специфічних білків.

Пластиди – органоїди мембранної будови, характерні лише рослинних клітин. Вони відбуваються процеси синтезу вуглеводів, білків і жирів. За вмістом пігментів їх ділять на три групи: хлоропласти, хромопласти та лейкопласти.

Хлоропласти мають відносно постійну еліптичну або лінзовидну форму. Розмір за найбільшому діаметрустановить 4 – 10 мкм. Кількість у клітині коливається від кількох одиниць до кількох десятків. Їх розмір, інтенсивність забарвлення, кількість та розташування в клітині залежать від умов освітлення, виду та фізіологічного стану рослин.

Рис. Хлоропласт, будова.

Це білково-ліпоїдні тіла, що складаються на 35-55% з білка, 20-30% - ліпідів, 9% - хлорофілу, 4-5% каратиноїдів, 2-4% нуклеїнових кислот. Кількість вуглеводів варіює; виявлено деяку кількість мінеральних речовинХлорофіл – складний ефірорганічної двоосновної кислоти – хлорофіліну та органічних спиртів – метилового (СН 3 ОН) та фітолу (З 20 Н 39 ОН). У вищих рослин у хлоропластах постійно присутні хлорофіл а - має синьо-зелене забарвлення, і хлорофіл b - жовто-зелене; причому вміст хлорофілу, а кілька разів більше.

Крім хлорофілу до складу хлоропластів входять пігменти - каротин С 40 Н 56 і ксантофіл С 40 Н 56 Про 2 та деякі інші пігменти (каратиноїди). У зеленому листі жовті супутники хлорофілу маскуються яскравішим зеленим забарвленням. Однак восени, при листопаді, у більшості рослин хлорофіл руйнується і тоді виявляється присутність у листку каратиноїду – лист стає жовтим.

Хлоропласт одягнений подвійною оболонкою, що складається із зовнішньої та внутрішньої мембран. Внутрішній вміст – строма – має ламелярну (пластинчасту) будову. У безбарвній стромі виділяють грани – забарвлені у зелені кольори тільця, 0,3 – 1,7 мкм. Вони є сукупністю тилакоидов – замкнутих тілець як плоских бульбашок чи дисків мембранного походження. Хлорофіл у вигляді мономолекулярного шару розташовується між білковим і ліпідним шарами тісного зв'язкуз ними. Просторове розташування молекул пігментів у мембранних структурах хлоропластів є доцільним і створює оптимальні умовидля найбільш ефективного поглинання, передачі та використання променистої енергії. Ліпіди утворюють безводні діелектричні шари мембран хлоропласту, необхідних функціонування електронно-транспортної ланцюга. Роль ланок ланцюга перенесення електронів виконують білки (цитохроми, пластохінони, ферредоксин, пластоціанін) та окремі хімічні елементи- Залізо, марганець та ін. Кількість гран у хлоропласті від 20 до 200. Між гранами, зв'язуючи їх один з одним, розташовуються ламели строми. Ламели гран та ламели строми мають мембранну будову.

Внутрішня будова хлоропласту уможливлює просторове роз'єднання численних і різноманітних реакцій, що становлять у своїй сукупності вміст фотосинтезу.

Хлоропласти, як і мітохондрії, містять специфічну РНК та ДНК, а також дрібніші рибосоми та весь молекулярний арсенал, необхідний для біосинтезу білка. Ці органоїди мають достатню для забезпечення максимальної активності білоксинтезуючої системи кількість і-РНК. Водночас у них міститься й достатньо ДНК для кодування певних білків. Вони розмножуються поділом шляхом простої перетяжки.

Встановлено, що хлоропласти можуть змінювати свою форму, розміри та положення у клітині, тобто здатні самостійно рухатися (таксис хлоропластів). У них виявлено два типи скорочувальних білків, за рахунок яких, очевидно, здійснюється активний рух цих органоїдів в цитоплазмі.

Хромопласти поширені в генеративних органах рослин. Вони забарвлюють пелюстки квіток (лютика, жоржини, соняшника), плоди (томатів, горобини, шипшини) у жовтий, помаранчевий, червоний кольори. У вегетативних органах хромопласти трапляються значно рідше.

Забарвлення хромопластів зумовлене присутністю каратиноїдів – каротину, ксантофілу та лікопіну, які у пластидах знаходяться у різному стані: у вигляді кристалів, ліпоїдного розчину або у поєднанні з білками.

Хромопласти, порівняно з хлоропластами, мають простішу будову – у них відсутня ламеллярна структура. Хімічний склад також відмінний: пігменти - 20-50%, ліпіди до 50%, білки - близько 20%, РНК - 2-3%. Це свідчить про меншу фізіологічну активність хлоропластів.

Лейкопласти не містять пігментів, вони безбарвні. Ці найдрібніші пластиди мають округлу, яйцеподібну або паличкоподібну форму. У клітині часто групуються навколо ядра.

Внутрішня структура ще менш диференційована в порівнянні з хлоропластами. Вони здійснюється синтез крохмалю, жирів, білків. Відповідно до цього виділяють три види лейкопластів – амілопласти (крохмаль), олеопласти ( рослинні олії) та протеопласти (білки).

Виникають лейкопласти з пропластид, з якими вони подібні за формою та будовою, а відрізняються лише розмірами.

Усі пластиди генетично пов'язані один з одним. Вони утворюються з пропластид - дрібних безбарвних цитоплазматичних утворень, подібних до зовнішньому виглядуз мітохондріями. Пропластиди перебувають у суперечках, яйцеклітинах, в ембріональних клітинах точок зростання. Безпосередньо з пропластиду утворюються хлоропласти (на світлі) і лейкопласти (в темряві), а з них розвиваються хромопласти, які є кінцевим продуктом в еволюції пластид у клітині.

Комплекс Гольджі – вперше було виявлено 1898 р. Італійським ученим Гольджі у тварин клітинах. Це система внутрішніх порожнин, цистерн (5-20), що розташовуються зближено і паралельно один до одного, і великих і дрібних вакуолей. Всі ці утворення мають мембранну будову та є спеціалізованими ділянками ендоплазматичної мережі. У тваринних клітинах комплекс Гольджі розвинений краще, ніж у рослинних; в останніх він називається диктіосомою.

Рис. Будова комплексу Гольджі.

Білки і ліпіди, що потрапляють в пластинчастий комплекс, піддаються різним перетворенням, накопичуються, сортуються, упаковуються в секреторні бульбашки і транспортуються за призначенням: до різним структурамвсередині клітини чи межі клітини. Мембрани комплексу Гольджі також синтезують полісахариди та утворюють лізосоми. У клітинах молочних залоз комплекс Гольджі бере участь у освіті молока, а клітинах печінки – жовчі.

Функції комплексу Гольджі:

1) концентрація, зневоднення та ущільнення синтезованих у клітині білків, жирів, полісахаридів та речовин, що надійшли ззовні;

2) складання складних комплексів органічних речовинта підготовка їх до виведення з клітини (целюлоза та геміцелюлоза у рослин, глікопротеїни та гліколіпіди у тварин);

3) синтез полісахаридів;

4) утворення первинних лізосом.

Лізосоми - Невеликі овальні тільця діаметром 0,2-2,0 мкм. Центральне становищезаймає вакуоль, що містить 40 (за різними даними 30-60) гідролітичних ферментів, здатних у кислому середовищі(рН 4,5-5) розщеплювати білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди, ліпіди та інші речовини

Навколо цієї порожнини розташовується строма, одягнена ззовні елементарною мембраною. Розщеплення речовин з допомогою ферментів називається лізисом, тому органоїд названий лизосомой. Освіта лізосом відбувається у комплексі Гольджі. Первинні лізосоми наближаються безпосередньо до піноцитозних або фагоцитозних вакуолів (ендосом) і виливають свій вміст у їх порожнину, утворюючи вторинні лізосоми (фагосоми), усередині яких і відбувається перетравлення речовин. Продукти лізису через мембрану лізосом надходять у цитоплазму і включаються до подальшого обміну речовин. Вторинні лізосоми із залишками неперетравлених речовин називаються залишковими тільцями. Прикладом вторинних лізосом є травні вакуолі найпростіших.

Функції лізосом:

1) внутрішньоклітинне перетравлення макромолекул їжі та чужорідних компонентів, що надходять у клітину при піно- та фагоцитозі, забезпечуючи клітину додатковою сировиною для біохімічних та енергетичних процесів;

2) при голодуванні лізосоми перетравлюють деякі органоїди та на якийсь час поповнюють запас поживних речовин;

3) руйнування тимчасових органів ембріонів та личинок (хвіст і зябра у жаби) у процесі постембріонального розвитку;

Рис. Освіта лізосом

Вакуолі – порожнини в цитоплазмі рослинних клітин та протист, заповнені рідиною.Мають форму бульбашок, тонких канальців та іншу. Вакуолі утворюються з розширень ендоплазматичної мережі та бульбашок комплексу Гольджі як найтонші порожнини, потім у міру зростання клітини та накопичення продуктів обміну обсяг їх збільшується, а кількість скорочується. Розвинена клітина, що сформувалася, має зазвичай одну велику вакуоль, що займає центральне положення.

Вакуолі рослинних клітин заповнені клітинним соком, який є водний розчинорганічних (яблучна, щавлева, лимонна кислоти, цукру, інулін, амінокислоти, білки, дубильні речовини, алкалоїди, глюкозиди) та мінеральних (нітрати, хлориди, фосфати) речовин.

У протист зустрічаються травні вакуолі та скорочувальні.

Функції вакуолей:

1) сховища запасних поживних речовин та вмістилища виділень (у рослин);

2) визначають та підтримують осмотичний тиск у клітинах;

3) забезпечують внутрішньоклітинне травлення у протист.

Рис. Клітинний центр.

Клітинний центр зазвичай знаходиться поблизу ядра і складається з двох центріолей, розташованих перпендикулярно один одному і оточених променистою сферою. Кожна центріоль є порожнистим циліндричним тільцем довжиною 0,3-0,5 мкм і довжиною 0,15 мкм, стінка якого утворена 9 триплетами мікротрубочок. Якщо центріоль лежить в основі вії чи джгутика, то її називають базальним тільцем.

Перед розподілом центріолі розходяться до протилежних полюсів і біля кожної з них виникає дочірня центріоля. Від центріолей, розташованих на різних полюсах клітини, утворюються мікротрубочки, що ростуть назустріч один одному. Вони формують мітотичне веретено, що сприяє рівномірному розподілу генетичного матеріалуміж дочірніми клітинами, є центром організації цитоскелета. Частина ниток веретена прикріплюється до хромосом. У клітинах вищих рослин клітинний центр центріолей немає.

Центріолі відносяться до органів цитоплазми, що самовідтворюються. Вони виникають у результаті дуплікації наявних. Це відбувається при розбіжності центріолей. Незріла центріоль містить 9 одиночних мікротрубочок; мабуть, кожна мікротрубочка є матрицею при складанні триплетів, характерних для зрілої центріолі.

Центросома характерна для клітин тварин, деяких грибів, водоростей, мохів та папоротей.

Функції клітинного центру:

1) утворення полюсів поділу та формування мікротрубочок веретена поділу.

Рибосоми - дрібні сферичні органоїди від 15 до 35 нм. Складаються з двох субодиниць великий (60S) та малої (40S). Містять близько 60% білка та 40% рибосомальної РНК. Молекули рРНК утворюють її структурний каркас. Більшість білків специфічно пов'язані з певними ділянкамирРНК. Деякі білки входять до складу рибосом лише під час біосинтезу білка. Субодиниці рибосом утворюються в ядерцях. і через пори в ядерній оболонці надходять у цитоплазму, де розташовуються або на мембрані ЕПА, або на зовнішній стороні ядерної оболонки, або у цитоплазмі. Спочатку на ядерцевій ДНК синтезуються рРНК, які потім покриваються рибосомальними білками, що надходять з цитоплазми, розщеплюються до потрібних розміріві формують субодиниці рибосом. Повністю сформованих рибосом у ядрі немає. Об'єднання субодиниць у цілу рибосому відбувається в цитоплазмі, як правило, під час біосинтезу білка. Порівняно з мітохондріями, пластидами, клітинами прокаріотів рибосоми в цитоплазмі еукаріотичних клітин більші. Можуть об'єднуватися по 5-70 одиниць у полісоми.

Функції рибосом:

1) участь у біосинтезі білка.

Рис. 287. Рибосома: 1 - мала субодиниця; 2 - велика субодиниця.

Вії, джгутики – вирости цитоплазми, покриті елементарною мембраною,під якою знаходиться 20 мікротрубочок, що утворюють 9 пар по периферії та дві одиночні в центрі. В основі вій і джгутиків розташовані базальні тільця. Довжина джгутиків сягає 100 мкм. Вії - це короткі - 10-20 мкм - джгутики. Рух джгутиків гвинтовий, а вій - веслоподібний. Завдяки війкам і джгутикам пересуваються бактерії, протисти, війкові, переміщуються частинки або рідини (війки миготливого епітелію дихальних шляхів, яйцеводів), статеві клітини (сперматозоїди).

Рис. Будова джгутиків та вій еукаріотів

Увімкнення - тимчасові компоненти цитоплазми, що виникають, то зникаючі.Як правило, вони містяться у клітинах на певних етапах життєвого циклу. Специфіка включень залежить від специфіки відповідних клітин тканин та органів. Включення зустрічаються переважно у рослинних клітинах. Вони можуть виникати у гіалоплазмі, різних органелах, рідше у клітинній стінці.

У функціональному відношенні включення є або тимчасово виведені з обміну речовин клітини сполуки (запасні речовини - крохмальні зерна, ліпідні краплі та відкладення білків), або кінцеві продуктиобміну (кристали деяких речовин).

Крохмальні зерна. Це найпоширеніші включення рослинних клітин. Крохмаль запасається у рослин виключно у вигляді крохмальних зерен. Вони утворюються лише у стромі пластид живих клітин. У процесі фотосинтезу у зеленому листі утворюється асиміляційний, або первиннийкрохмаль. Асиміляційний крохмаль у листі не накопичується і, швидко гідролізуючи до цукрів, відтікає у частині рослини, в яких відбувається його накопичення. Там він знову перетворюється на крохмаль, який називають вторинним.Вторинний крохмаль утворюється безпосередньо в бульбах, кореневищах, насінні, тобто там, де він відкладається в запас. Тоді його називають запасним. Лейкопласти, що накопичують крохмаль, називають амілопластами. Особливо багате крохмалем насіння, підземні пагони (полуниці, цибулини, кореневища), паренхіма провідних тканин коренів і стебел деревних рослин.

Ліпідні краплі. Трапляються практично у всіх рослинних клітинах. Найбільш багаті на них насіння та плоди. Жирні олії у вигляді ліпідних крапель – друга за значенням (після крохмалю) форма запасних поживних речовин. Насіння деяких рослин (соняшник, бавовник і т.д.) може накопичувати до 40% олії від маси сухої речовини.

Ліпідні краплі, як правило, накопичуються безпосередньо у гіалоплазмі. Вони є сферичні тіла зазвичай субмікроскопічного розміру. Ліпідні краплі можуть накопичуватися і в лейкопластах, які називають елайопластами.

Білкові включенняутворюються в різних органелах клітини у вигляді аморфних або кристалічних відкладень різноманітної форми та будови. Найбільш часто кристали можна зустріти в ядрі - в нуклеоплазмі, іноді в перинуклеарному просторі, рідше в гіалоплазмі, стромі пластид, розширення цистерн ЕПР, матриксі пероксисом і мітохондріях. У вакуолях зустрічаються як кристалічні, і аморфні білкові включення. У найбільшій кількості кристали білка зустрічаються в запасають клітинах сухого насіння у вигляді так званих алейронових 3 зеренабо білкових тілець.

Запасні білки синтезуються рибосомами під час розвитку насіння та відкладаються у вакуолі. При дозріванні насіння, що супроводжується зневодненням, білкові вакуолі висихають, і білок кристалізується. В результаті цього в зрілому сухому насінні білкові вакуолі перетворюються на білкові тільця (алейронові зерна).

Всі живі організми в залежності від типу складових клітин поділяють на еукаріоти (клітини, що мають ядро) і прокаріоти (клітини, у яких оформлене ядро ​​відсутнє). З еукаріотичних клітин складаються найрізноманітніші організми; вищі рослини, гриби, одноклітинні амеби та багатоклітинні тварини. Окремі клітини з різних частинбудь-якого вищого організмуможуть істотно відрізнятися за формою, розмірами та функціями. Однак, незважаючи на відмінності, клітини як багатоклітинних, так і одноклітинних організмівв принципі подібні за своєю будовою, а відмінності в деталях будівлі обумовлені їхньою функціональною спеціалізацією. Основними елементами всіх клітин є цитоплазма та ядро.

Будь-яка клітина (рис. 1.1) містить безліч структурних одиниць меншого розміру, які називаються органелами. Органели виконують специфічні функції, наприклад, виробляють енергію або беруть участь у розподілі клітини. Органели оточені з усіх боків рідкою цитоплазмою, а сама клітина відмежована від довкілляліпідно-білковою оболонкою, яка називається клітинною мембраною. Через клітинну мембрану здійснюється активне і пасивне перенесення різних речовин всередину і назовні.

Цитоплазма тваринної клітини- складно організована система, Що являє собою основну масу клітини Вона складається з колоїдного розчинубілків та інших органічних речовин: 85 % цього розчину – вода, 10 % – білки та 5 % – інші сполуки. По структурі цитоплазма неоднорідна. У ній розташовані пластинчасті структури, або мембрани, що утворюють складну системурозгалужених каналів. Це так звана ендоплазматична мережа, або ретикулум. Розрізняють гладкий ендоплазматичний ретикулум (ГЕР) та шорсткий ендоплазматичний ретикулум (ШЕР). ГЕР являє собою систему гладких внутрішньоклітинних мембран: у цій органелі знаходяться ферменти, що знешкоджують отруйні речовини (зокрема, оксидази). На мембранах ГЕР відбуваються синтез ліпідів та гідролітичне розщеплення глікогену. ШЕР є системою внутрішньоклітинних мембран з прикріпленими до них численними рибосомами, які і надають вигляду шорсткості. Частина ШЕР знаходиться у прямому контакті з ядерною мембраною. На мембранах ШЕР синтезуються різні види білків.

Дископодібні мембрани та пов'язані з ними численні бульбашки є так званим комплексом Гольджі. У ньому відбувається концентрація речовин, які потім використовуються в клітині, або секретуються в позаклітинне середовище.

У рибосомі, що є складною органелою, здійснюється синтез білка. Рибосоми, розташовані на мембранах ендоплазматичної мережі (ШЕР) або вільно у цитоплазмі. До їх складу входять білки та рибонуклеїнові кислоти (РНК) приблизно у рівній кількості.

Паличкоподібні органели діаметром близько 1 мкм і довжиною близько 7 мкм, які мають назву мітохондрії, мають подвійну мембрану. Простір, обмежений внутрішньою мембраною, називають мітохондріальним матриксом. Він містить рибосоми та мітохондріальну кільцеву ДНК, специфічні РНК, солі кальцію та магнію. У мітохондріях за рахунок окисно-відновних процесів виробляється енергія, яка накопичується у вигляді молекул аденозинтрифосфату (АТФ). Кількість мітохондрій в одній клітині може досягати кількох тисяч. Мітохондрії здатні до самовідтворення.

Органели у вигляді бульбашок, покриті мембраною, лізосоми, містять ферменти, що розщеплюють білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди. Лізосоми є « травною системою» Клітини. У разі руйнування мембрани лізосоми можуть перетравлювати і вміст цитоплазми клітини, відбувається автолізис (самоперетравлення).

Овальні тільця, обмежені мембраною, пероксисоми, містять ферменти окислення амінокислот і фермент каталазу, що руйнує перекис водню (Н2О2). При метаболізмі амінокислот утворюється Н2О2, яка є високотоксичною сполукою. Каталаза таким чином виконує захисну функцію.

У центрі клітини чи поруч із ядром зазвичай розташовується «клітинний центр» - центросома. Центросома складається з двох центріолей та центросфери – особливим чином організованої ділянки цитоплазми. Центросома бере участь у процесі поділу клітини, створюючи веретено поділу.

Ядро клітини є носієм генетичного матеріалу та місцем, де здійснюється його відтворення та функціонування. Воно має складна будова, що змінюється у процесі клітинного поділу. Ядро складається з каріоплазми, кількох ядерців та ядерної оболонки. У каріоплазмі містяться обов'язкові елементи ядра – хромосоми. ДНК хромосом у ядрі зазвичай перебувають у комплексі з білками. Такі ДНК-білкові комплекси називаються хроматином (від грец. Chromatos - колір, фарба) за їхньою здатністю добре забарвлюватися барвниками. В інтерфазних клітинах хроматин розподілений по всьому ядру або розташовується у вигляді окремих глибок. Це зумовлено тим, що під час інтерфази хромосоми деконденсовані (розкручені) і представлені дуже довгими нитками, які є матрицями для подальшого синтезу білків. Вони й становлять нитки хроматину, максимальна конденсація яких відбувається під час мітотичного поділу клітин із утворенням хромосом.

Ядро відмежовано від цитоплазми ядерною оболонкою. Ядерна оболонка і двох шарів, розділених перинуклеарным простором. По всій поверхні ядерної оболонки рівномірно розподілені ядерні пори, якими відбувається перенесення речовин як із ядра, і у зворотному напрямі.

Ядро є область всередині ядра, що є похідною деяких хромосом. У ній локалізовані гени, що кодують молекули рибосомних РНК. Щільна центральна зона ядерця містить ДНК-білкові комплекси, і тут відбувається транскрипція генів рибосомних РНК. Ядро може містити від одного до кількох ядер.

Розглянуті органели є обов'язковими елементами клітини. У деяких випадках у цитоплазмі клітини виявляються різні включення. Вони є обов'язковим компонентом, оскільки представляють різні продукти метаболізму (білки, жири, пігментні зерна, кристали солей сечової кислоти тощо). У разі необхідності ці речовини можуть бути використані клітиною або організмом або виведені з організму.

Ще за темою БУДОВА ТВАРИННОЇ КЛІТИНИ. ОСНОВНІ ОРГАНЕЛИ ТА ЇХ ФУНКЦІЇ:

1. Видові особливості будови та функції молочної залози самок різних видів тварин. sssn Хвороби та аномалії молочної залози

Органели, вони ж органоїди є основою правильного розвиткуклітини. Вони є постійні, тобто структури, що нікуди не зникають, які мають певну будову, від якої безпосередньо залежать виконувані ними функції. Розрізняють органоїди наступних типів: двомембранні та одномембранні. Будова та функції органоїдів клітини заслуговують особливої ​​увагидля теоретичного і наскільки можна практичного вивчення, оскільки ці структури, попри свої дрібні, не помітні без мікроскопа розміри, забезпечують підтримку життєздатності всіх органів і організму загалом.

Двомембранні органоїди - це пластиди, клітинне ядро ​​та мітохондрії. Одномембранні – органели вакуолярної системи, а саме: епс, лізосоми, комплекс (апарат) Гольджі, різні вакуолі. Існують також і немембранні органоїди – це клітинний центр та рибосоми. Загальна властивістьмембранні види органел - вони утворилися з біологічних мембран. Рослинна клітина відрізняється за будовою від тваринної, чому не в останню чергусприяють процеси фотосинтезу. Схему фотосинтетичних процесів можна прочитати у статті. Будова та функції органоїдів клітини вказують на те, що для забезпечення їхньої безперебійної роботи потрібно, щоб кожен з них окремо працював без збоїв.

Клітинна стінка або матрикс складається з целюлози та її спорідненої структури – геміцелюлози, а також пектинів. Функції стінки - захист від негативного впливу ззовні, опорний, транспортний (перенесення з однієї частини структурної одиниців іншу поживну речовину і воду), буферна.

Ядро утворене подвійною мембраною з поглибленнями - порами, нуклеоплазмою, що містить у своєму складі хроматин, ядерцями, в яких зберігається спадкова інформація.

Вакуоль - це ні що інше, як злиття ділянок ЕПС, оточеної специфічною мембраною, званої тонопластом, який регулює процес, званий виділення і зворотний йому - надходження необхідних речовин.

ЕПР є каналами, утворені мембранами, двох типів - гладкими та шорсткими. Функції, які виконує епр – синтез та транспортна.

Рибосоми виконують функцію синтезування білка.

До основних органоїдів відносять: мітохондрії, пластиди, сферосоми, цитосоми, лізосоми, пероксисоми, АГи транслосоми.

Таблиця. Органоїди клітини та їх функції

У цій таблиці розглядаються всі наявні органоїди клітини як рослинної, як і тваринної.

Будова ядра - відео

Органелами (органоїдами) клітини називають постійні частини клітини, що мають певну будову та виконують специфічні функції.Розрізняють мембранні та немембранні органели. До мембранним органеллам відносять цитоплазматичну мережу (ендоплазматичний ретикулум), пластинчастий комплекс (апарат Гольджі), мітохондрії, лізосоми, пероксисоми. Немембранні органели представлені рибосомами (полірибосомами), клітинним центром та елементами цитоскелета: мікротрубочками та фібрилярними структурами.

Рис. 8.Схема ультрамікроскопічної будови клітини:

1 – гранулярна ендоплазматична мережа, на мембранах якої розташовані прикріплені рибосоми; 2 – агранулярна ендоплазматична мережа; 3 – комплекс Гольджі; 4 – мітохондрія; 5 - фагосома, що формується; 6 - первинна лізосома (гранула накопичення); 7 – фаголізосома; 8 – ендоцитозні бульбашки; 9 – вторинна лізосома; 10 - залишкове тільце; 11 – пероксисома; 12 - мікротрубочки; 13 - мікрофіламенти; 14 - центріолі; 15 - вільні рибосоми; 16 - транспортні бульбашки; 17 – екзоцитозний пухирець; 18 - жирові включення (ліпідна крапля); 19 - включення глікогену; 20 - каріолема ( ядерна оболонка); 21 - ядерні пори; 22 - ядерце; 23 – гетерохроматин; 24 – еухроматин; 25 - базальне тільце вії; 26 - вія; 27 – спеціальний міжклітинний контакт (десмосома); 28 – щілинний міжклітинний контакт

2.5.2.1. Мембранні органоїди (органели)

Ендоплазматична мережа (ендоплазматичний ретикулум, цитоплазматична мережа) – сукупність сполучених між собою канальців, вакуолей та «цистерн», стінка яких утворена елементарними біологічними мембранами.Відкрито К.Р. Портером у 1945 році. Відкриття та опис ендоплазматичної мережі (ЕПС) має впровадження у практику цитологічних досліджень електронного мікроскопа. Мембрани, що утворюють ЕПС, відрізняються від плазмолеми клітини меншою товщиною (5-7 нм) і більшою концентрацією білків, що в першу чергу мають ферментативну активність. . Розрізняють два різновиди ЕПС(Рис. 8): шорстку (гранулярну) і гладку (агранулярну). Шорстка ЕПС представлена ​​сплощеними цистернами, на поверхні яких розташовані рибосоми та полісоми.Мембрани гранулярної ЕПС містять білки, що сприяють зв'язуванню рибосом та сплощенню цистерн. Особливо добре розвинена шорстка ЕПС у клітинах, що спеціалізуються на білковому синтезі. Гладку ЕПС формують канальці, що переплітаються, трубочки і невеликі бульбашки.Канали та цистерни ЕПС цих двох різновидів не розмежовані: мембрани одного типу переходять у мембрани іншого типу, формуючи в області переходу так звануперехідну (транзиторну) ЕПС.

Основнимифункціями гранулярної ЕПС є:

1) синтез на прикріплених рибосомах білків(секретованих білків, білків клітинних мембран та специфічних білків вмісту мембранних органоїдів); 2) гідроксилювання, сульфатування, фосфорилювання та глікозилювання білків; 3) транспорт речовину межах цитоплазми; 4) накопичення як синтезованих, так і транспортованих речовин; 5) регуляція біохімічних реакцій, пов'язана з упорядкованістю локалізації у структурах ЕПС речовин, що вступають у реакції, а також їх каталізаторів – ферментів.

Гладка ЕПС відрізняється відсутністю на мембранах білків (рибофоринів), що зв'язують субодиниці рибосом.Передбачається, що гладка ЕПС утворюється внаслідок формування виростів шорсткої ЕПС, мембрана яких втрачає рибосоми.

Функціями гладкої ЕПС є: 1) синтез ліпідів,включаючи мембранні ліпіди; 2) синтез вуглеводів(Глікогену та ін); 3) синтез холестерину; 4) знешкодження токсичних речовинендогенного та екзогенного походження; 5) накопичення іонів Са 2+ ; 6) відновлення каріолемиу телофазі мітозу; 7) транспорт речовин; 8) накопичення речовин.

Як правило, гладка ЕПС розвинена в клітинах слабше, ніж шорстка ЕПС, однак у клітинах, що виробляють стероїди, тригліцериди та холестерин, а також у клітинах печінки, що здійснюють детоксикацію різних речовин, вона розвинена значно краще.

Рис. 9. Комплекс Гольджі:

1 – стос уплощених цистерн; 2 – бульбашки; 3 – секреторні бульбашки (вакуолі)

Перехідна (транзиторна) ЕПС - це ділянка переходу гранулярної ЕПС в агранулярну ЕПС, яка розташовується біля поверхні комплексу Гольджі, що формується. Трубочки та канальці перехідної ЕПС розпадаються на фрагменти, з яких утворюються бульбашки, що транспортують матеріал з ЕПС до комплексу Гольджі.

Пластинчастий комплекс (комплекс Гольджі, апарат Гольджі) - органоїд клітини, що бере участь у остаточному формуванні продуктів її життєдіяльності(секретів, колагену, глікогену, ліпідів та інших продуктів),а також у синтезі глікопротеїдів. Органоїд названий на ім'я італійського гістолога К. Гольджі, що описав його в 1898 році. Утворено трьома складовими(рис. 9): 1) чаркою сплощених цистерн (мішочків); 2) бульбашками; 3) секреторними пухирцями (вакуолями).Зона скупчення цих елементів дістала назву диктіосоми. Таких зон у клітині може бути кілька (іноді кілька десятків і навіть сотень). Комплекс Гольджі розташований біля ядра клітини, часто поблизу центріолей, рідше розсіяний по всій цитоплазмі. У секреторних клітинах він знаходиться в апікальній частині клітини, через яку здійснюється виділення секрету шляхом екзоцитозу. Від 3-х до 30 цистерн у вигляді вигнутих дисків діаметром 0,5-5 мкм утворюють стос.Суміжні цистерни розділені просторами 15-30 нм. Окремі групи цистерн у межах диктіосоми відрізняються особливим складом ферментів, що визначають характер біохімічних реакцій, зокрема процесингу білка та ін.

Другий складник диктіосоми - бульбашкиє сферичними утвореннями діаметром 40-80 нм, помірно щільний вміст яких оточений мембраною. Пухирці формуються шляхом відщеплення від цистерн.

Третій елемент диктіосоми – секреторні бульбашки (вакуолі)являють собою відносно великі (0,1-1,0 мкм) сферичні мембранні утворення, що містять секрет помірної щільності, що зазнає конденсації та ущільнення (вакуолі конденсації).

Комплекс Гольджі виразно поляризований по вертикалі. У ньому виділяють дві поверхні (два полюси):

1) цис-поверхня, або незрілу поверхню, яка має опуклу форму, звернена до ендоплазматичної мережі (ядру) і пов'язана з дрібними транспортними бульбашками, що відокремлюються від неї;

2) транс-поверхня, або поверхню, звернену до плазмолеми увігнутої форми (рис. 8), з боку якої від цистерн комплексу Гольджі відокремлюються вакуолі (секреторні гранули).

Основнимифункціями комплексу Гольджі є: 1) синтез глікопротеїнів та полісахаридів; 2) модифікація первинного секрету, його конденсація та упаковкамембранні бульбашки (формування секреторних гранул); 3) процесинг молекул(Фосфорилювання, сульфатування, ацилювання тощо); 4) накопичення секретованих клітиною речовин; 5) утворення лізосом; 6) сортування синтезованих клітиною білківу транс-поверхні перед їх остаточним транспортом (виробляється за допомогою рецепторних білків, що розпізнають сигнальні ділянки макромолекул і направляють їх у різні бульбашки); 7) транспорт речовин:з транспортних бульбашок речовини проникають у стопку цистерн комплексу Гольджі з цис-поверхні, а виходять із неї у вигляді вакуолей з транс-поверхні. Механізм транспорту пояснюють дві моделі:а) модель переміщення бульбашок, що відгалужуються від попередньої цистерни і зливаються з наступною цистерною послідовно в напрямку від цис-поверхні до транс-поверхні; б) модель переміщення цистерн, заснована на уявленні про безперервне новоутворення цистерн за рахунок злиття бульбашок на цис-поверхні та подальшому розпаді на вакуолі цистерн, що зміщуються до транс-поверхні.

Вказані вище основні функції дозволяють констатувати, що пластинчастий комплекс - найважливіший органоїд клітини еукаріотів, що забезпечує організацію та інтеграцію внутрішньоклітинного метаболізму. У цьому органоїді протікають заключні етапи формування, дозрівання, сортування та упаковки всіх продуктів, що секретуються клітиною, ферментів лізосом, а також білків і глікопротеїнів поверхневого апарату клітини та ін речовин.

Органоїди внутрішньоклітинного травлення. Лізосоми – це дрібні обмежені елементарною мембраною бульбашки, що містять гідролітичні ферменти. Мембрана лізосом товщиною близько 6 нм здійснює пасивну компартменталізацію,тимчасово відокремлюючи гідролітичні ферменти (понад 30 різновидів) від гіалоплазми. У неушкодженому стані мембрана стійка до дії гідролітичних ферментів і перешкоджає їхньому витіканню в гіалоплазму. У стабілізації мембрани важливу роль належить кортикостероїдним гормонам. Пошкодження мембран лізосом веде до самоперетравлення клітин гідролітичними ферментами.

Мембрана лізосом містить АТФ-залежний протонний насос,що забезпечує закислення середовища усередині лізосом. Остання сприяє активізації ферментів лізосом – кислих гідролаз. Поряд з цим мембрана лізосом містить рецептори, що зумовлюють зв'язування лізосом з транспортними бульбашками та фагосомами.Мембрана забезпечує також дифузію речовин із лізосом у гіалоплазму. Зв'язування частини молекул гідролаз із мембраною лізосом веде до їх інактивації.

Вирізняють кілька різновидів лізосом:первинні лізосоми (гідролазні бульбашки), вторинні лізосоми (фаголізосоми, або травні вакуолі), ендосоми, фагосоми, аутофаголізосоми, залишкові тільця(Рис. 8).

Ендосомами називають мембранні бульбашки, які переносять макромолекули від поверхні клітини в лізосоми шляхом ендоцитозу.В процесі перенесення вміст ендосом може не змінюватися або зазнавати часткового розщеплення. В останньому випадку ендосоми проникають гідролази або ендосоми безпосередньо зливаються з гідролазними бульбашками, внаслідок чого середовище поступово закислюється. Ендосоми поділяють на дві групи: ранні (периферичні)і пізні (перинуклеарні) ендосоми.

Ранні (периферичні) ендосоми формуються на ранніх етапахендоцитозу після відділення бульбашок із захопленим вмістом від плазмолеми.Вони розташовуються в периферичних шарах цитоплазми та характеризуються нейтральним або слаболужним середовищем. Вони відбувається відщеплення лігандів від рецепторів, сортування лігандів і, можливо, повернення рецепторів у спеціальних бульбашках в плазмолемму.Поряд з цим в ранніх ендосомах може відбуватися розщеплення ком-

Рис. 10 (А). Схема утворення лізосом та їх участі у внутрішньоклітинному травленні.(Б)Електронна мікрофотографія зрізу вторинних лізосом (позначені стрілками):

1 – освіта з гранулярної ендоплазматичної мережі дрібних бульбашок із ферментами; 2 - перенесення ферментів в апарат Гольджі; 3 – утворення первинних лізосом; 4 – виділення та використання (5) гідролаз при позаклітинному розщепленні; 6 – фагосоми; 7 – злиття первинних лізосом із фагосомами; 8, 9 - утворення вторинних лізосом (фаголізосом); 10 - екскреція залишкових тілець; 11 - злиття первинних лізосом з структурами клітини, що руйнуються; 12 – аутофаголізосома

плексів "рецептор-гормон", "антиген-антитіло", обмежене розщеплення антигенів, інактивація окремих молекул.У разі закисления (рН=6,0) середовища у ранніх ендосомах може відбуватися часткове розщеплення макромолекул. Поступово, переміщаючись углиб цитоплазми, ранні ендосоми перетворюються на пізні (перинуклеарні) ендосоми, що знаходяться в глибоких шарах цитоплазми,оточуючих ядро. Вони досягають 0,6-0,8 мкм у діаметрі та відрізняються від ранніх ендосом кислішим (рН=5,5) вмістом і вищим рівнем ферментативного перетравлення вмісту.

Фагосоми (гетерофагосоми) - мембранні бульбашки, які містять захоплений клітиною ззовні матеріал, що підлягає внутрішньоклітинному перетравленню.

Первинні лізосоми (гідролазні бульбашки) - бульбашки діаметром 0,2-0,5 мкм, що містять неактивні ферменти (Рис.10). Їхнє переміщення в цитоплазмі контролюється мікротрубочками. Гідролазні бульбашки здійснюють транспорт гідролітичних ферментів із пластинчастого комплексу до органоїдів ендоцитозного шляху (фагосомів, ендосом і т.п.).

Вторинні лізосоми (фаголізосоми, травні вакуолі) - бульбашки, в яких активно здійснюється внутрішньоклітинне перетравленняза допомогою гідролаз при рН ≤5. Їхній діаметр досягає 0,5-2 мкм. Вторинні лізосоми (фаголізосоми та аутофаголізосоми) формуються шляхом злиття фагосоми з ендосомою або первинною лізосомою (фаголізосоми) або шляхом злиття аутофагосоми(мембранної бульбашки, що містить власні компоненти клітини) з первинною лізосомою(рис. 10) або пізньою ендосомою (аутофаголізосоми). Аутофагія забезпечує перетравлення ділянок цитоплазми, мітохондрій, рибосом, фрагментів мембран тощо.Втрата останніх у клітині компенсується їх новоутворенням, що веде до оновлення («омолодження») клітинних структур. Так, у нервових клітинах людини, що функціонують багато десятиліть, більшість органоїдів оновлюється протягом 1 місяця.

Різновид лізосом, що містять неперетравлені речовини (структури), названа залишковими тільцями. Останні можуть довго перебувати у цитоплазмі або виділяти свій вміст шляхом екзоцитозу за межі клітини(Рис. 10). Поширеним видом залишкових тілець в організмі тварин є ліпофусцинові гранули, Що являють собою мембранні бульбашки (0,3-3 мкм), що містять важкорозчинний коричневий пігмент ліпофусцин.

Пероксисоми являють собою мембранні бульбашки діаметром до 1,5 мкм, матрикс яких містить близько 15 ферментів(Рис. 8). Серед останніх найважливіші каталаза,яку припадає до 40% загального білка органоїду, і навіть пероксидаза,оксидаза амінокислот та ін. Пероксисоми утворюються в ендоплазматичному ретикулумі та оновлюються кожні 5-6 днів. Поряд з мітохондріями, пероксисоми є важливим центромутилізації кисню у клітині.Зокрема, під впливом каталази розпадається перекис водню (Н 2 Про 2), що утворюється в ході окислення амінокислот, вуглеводів та ін речовин клітини. Таким чином, пероксисоми захищають клітину від ушкоджуючого ефекту перекису водню.

Організації енергетичного обміну. Мітохондрії описані вперше Р. Келлікером в 1850 в м'язах комах під назвою саркосом. Пізніше вони вивчалися і описувалися Р. Альтманом в 1894 як «біопласти», а в 1897 К. Бенда назвав їх мітохондріями. Мітохондрії є мембранні органоїди, що забезпечують клітину (організм) енергією. Джерелом запасе у вигляді фосфатних зв'язків АТФ енергії є процеси окислення. Поряд з цим мітохондрії беруть участь у біосинтезі стероїдів та нуклеїнових кислот, а також в окисленні жирних кислот.

М

Рис. 11. Схема будови мітохондрії:

1 – зовнішня мембрана; 2 – внутрішня мембрана; 3 – кристи; 4 – матрикс

Н

Рис. 12. Електронна фотографія мітохондрії (поперечний розріз)

Міжмембранний простір мітохондрій шириною 10-20 нм містить невелику кількість ферментів. Його обмежує зсередини внутрішня мембрана мітохондрій, що містить транспортні білки, ферменти дихального ланцюга та сукцинатдегідрогеназу, а також комплекс АТФ-синтетази. Внутрішня мембрана характеризується низькою проникністю дрібних іонів.Вона формує складки товщиною 20 нм, які розташовуються найчастіше перпендикулярно до поздовжньої осі мітохондрій, а в деяких випадках (м'язові та ін. клітини) - поздовжньо. З підвищенням активності мітохондрій кількість складок (їх загальна площа) зростає. На кристах знаходятьсяоксисоми - грибоподібні утворення, що складаються з округлої головки діаметром 9 нм та ніжки товщиною 3 нм. У галузі головки відбувається синтез АТФ.Процеси окислення та синтезу АТФу мітохондріях роз'єднані, через що не вся енергія накопичується в АТФ, розсіюючись частково у вигляді тепла. Таке роз'єднання найбільше виражено, наприклад, у бурій жировій тканині, що використовується для весняного «розігріву» тварин, що перебували в стані «зимової сплячки».

Внутрішня камера мітохондрії (область між внутрішньою мембраною та христами) заповненаматриксом (рис. 11, 12), містять ферменти циклу Кребса, ферменти білкового синтезу, ферменти окислення жирних кислот, мітохондріальну ДНК, рибосоми та мітохондріальні гранули.

Мітохондріальна ДНК представляє свій генетичний апарат мітохондрій. Вона має вигляд кільцевої дволанцюжкової молекули, в якій міститься близько 37 генів. Мітохондріальна ДНК відрізняється від ядерної ДНК низьким вмістом послідовностей, що не кодують, і відсутністю зв'язків з гістонами. Мітохондріальна ДНК кодує іРНК, тРНК та рРНК, проте забезпечує синтез лише 5-6% мітохондріальних білків(Ферментів системи транспорту іонів та деяких ферментів синтезу АТФ). Синтез усіх інших білків, а також подвоєння мітохондрій контролюються ядерною ДНК. Більшість рибосомальних білків мітохондрій синтезується в цитоплазмі, а потім транспортується в мітохондрії. Спадкування мітохондріальної ДНК у багатьох видів еукаріотів, включаючи людину, відбувається тільки по материнській лінії: мітохондріальна ДНК батька зникає при гаметогенезі та заплідненні.

Мітохондрії мають відносно короткий життєвий цикл (близько 10 діб). Руйнування їх відбувається шляхом аутофагії, а новоутворення - шляхом розподілу (перешнурівки)попередніх мітохондрій. Останньому передує реплікація мітохондріальної ДНК, яка відбувається незалежно від реплікації ядерної ДНК у будь-які фази клітинного циклу.

У прокаріотів мітохондрії відсутні, і їх функції виконує клітинна мембрана. Згідно з однією з гіпотез, мітохондрії походять з аеробних бактерій в результаті симбіогенезу.Існує припущення про участь мітохондрій у передачі спадкової інформації.