Органоиды клетки

Цитоскелет - внутренний каркас клетки.

1 - микротрубочки из тубулина, 2 - активные микрофиламенты, 3 -промежуточные филаменты

Состоит из:

1) Микротрубочки:

• состоят из белка тубулина;

• выполняют транспортную функцию;

• выполняют опорную функцию;

• участвуют в поддержании формы клеток;

• обеспечивают циклоз (движение цитоплазмы);

• участвуют в образовании органоидов движения – ресничек и жгутиков (у эукариот, у прокариот жгутики состоят из белка - флагеллина); веретена деления и центриолей центросомы (клеточного центра), базальных телец.

2) Микрофиламенты

состоят из белка актина;

• сокращение нитей актина обеспечивает изменение вязкости цитоплазмы и ее движение (циклоз);

• участвуют в мышечном сокращении (скольжение актиновых нитей вдоль миозиновых);

• выполняют опорную функцию, участвуют в поддержании формы микроворсинок кишечника;

• обеспечивают эндо- и экзоцитоз, амебоидное движение (то есть участвуют в изменении формы клеток).

3) Промежуточные филаменты:

• в основном состоят из белка кератина;

• выполняют опорную функцию;

• характерны для животных клеток;

• участвуют в формировании межклеточных контактов (десмосом).

• Состоит из 2-ух перпендикулярно расположенных центриолей и центросферы (уплотненной части цитоплазмы, окружающей центриоли);

• Каждая центриоль состоит из 9-ти комплексов микротрубочек, а каждый комплекс микротрубочек состоит из 3-х микротрубочек соответственно (9 триплетов микротрубочек);

• Состоит (в основном) из белка тубулина;

• Расположен вблизи ядра (так как образует веретено деления);

• У высших растений в клетках отсутствует (В ЕГЭ в тестовой части можно встретить формулировку «отсутствует у всех растений» – это допущение).

• Состоит (в основном) из белка тубулина;

• Расположен вблизи ядра (так как образует веретено деления);

Функции

• Участвует в формировании цитоскелета;

• Является центром организации микротрубочек;

• Участвует в делении клетки – образует веретено деления.

Состоят из 2-ух субъединиц (большой и малой):

• Включают в состав белки и р-РНК;

• Бывают двух типов: 80S – встречаются у эукариот и 70S – встречаются у прокариот и в полуавтономных органоидах;

• Большинство рибосом крепится к поверхности ЭПС, меньшая часть — свободно плавает в цитоплазме;

Могут образовывать полисомы (полирибосомы) — скопления из нескольких десятков рибосом и и-РНК (м-РНК).

• Значение полисом: образование большего количества белка за единицу времени (повышение эффективности биосинтеза белка).

Функция рибосом

• Биосинтез белка (трансляция).

Эндоплазматическая сеть – ЭПС (ЭПР).

Это одномембранная клеточная структура, которая представляет собой систему многочисленных замкнутых канальцев, цистерн и полостей, пронизывающих всю цитоплазму.

• Делит клетку на компартменты (функциональные части/отсеки) – компартментализация* клетки;

• Обеспечивает ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЙ транспорт веществ во все части клетки;

• Различают два вида:

- шЭПС (шероховатая/гранулярная ЭПС) Обычно расположена ближе к ядру (продолжение ядерной мембраны). Функция: синтез белка, поэтому хорошо развита в тканях, где идет активный процесс синтеза веществ белковой природы (например, в нервной ткани);

- гЭПС (гладкая/агранулярная ЭПС) Функция: синтез углеводов и липидов, а также детоксикация (обезвреживание вредных веществ). Хорошо развита в органах, где происходит синтез веществ липидной природы (например, в надпочечниках).

*Отдельные виды компартментов представлены другими мембранными органоидами (митохондрии, хлоропласты и тд.).

Представляет собой систему мембранных стопок (мешочков), цистерн, трубочек, пузырьков и пероксисом;

• Структурно-функциональная единица – диктиосома;

• Имеет два полюса:

- цис–полюс: расположен ближе к ядру, обращен к ЭПС, так как принимает и накапливает синтезированные в ней вещества;

- транс–полюс: обращен к цитоплазматической мембране.

Функции:

• Модификация (созревание) веществ (белков, жиров и углеводов);

• Упаковка веществ в секреторные пузырьки (везикулы) и гранулы;

• Транспорт веществ ИЗ КЛЕТКИ - секреция (поэтому хорошо развит в железистых клетках);

• Временное накопление веществ;

• Образование лизосом и пероксисом;

• Синтез гликокаликса животной клетки (то есть участвует в обновлении мембраны) и клеточной стенки растений.

Путь синтеза и транспорта веществ (из клетки).

На ЭПС происходит синтез молекул (белковых, так как изображен гранулярный ретикулум) Белковые молекулы в составе транспортной везикулы (пузырька) направляется к цис-полюсу аппарата Гольджи Белки, поступившие в комплекс Гольджи, модифицируются и перемещаются по цистернам к противоположному полюсу транс-полюсу, обращенному к цитоплазматической мембране.

В цистернах транс-полюса происходит разделение и сортировка молекул по химическому составу и назначению. Белки упаковываются в секреторные везикулы (пузырьки), направляются к цитолемме и удаляются из клетки путем экзоцитоза.

• Одномембранный пузырек;

• Содержит гидролитические ферменты;

• В зрелых лизосомах — кислая среда;

• Образуется и отшнуровывается от аппарат Гольджи;

• Бывают первичные (только образовавшиеся в АГ), вторичные (пищеварительная вакуоль = лизосома + фагосома) и третичные (телолизосомы/остаточные тельца – содержат непереваренные остатки веществ).

Функции

• Расщепление полимеров до мономеров, то есть обеспечение внутриклеточного пищеварения;

• Защитная — разрушение вредных в-в и «сломанных» органоидов и клеток.

Автолиз — высвобождение гидролитических ферментов лизосомы при разрушении ее мембраны, сопровождающееся саморастворением клетки.

Аутофагия — разрушение старых и ненужных органоидов клетки внутри лизосомы.

• Образуются аппаратом Гольджи;

• Есть у всех эукариот;

• Некоторые имеют в сердцевине кристаллическую часть;

• Обеспечивают протекание окислительновосстановительных реакций (например, фермент каталаза разлагает пероксид водорода до воды и кислорода).

• Одномембранный мешочек (мембрана – тонопласт);

• Заполнена клеточным соком (то есть обеспечивает запас воды и питательных веществ – глюкозы, белков и тд);

• Обеспечивает внутриклеточное (тургорное) давление клетки;

• Регуляция водно-солевого баланса;

• Возможно накопление пигментов (например, антоцианов – придают сине-фиолетовую окраску);

• В некоторых случаях выполняют функции лизосом.

Митохондрия

• Наружная мембрана — гладкая, а внутренняя имеет множество складок и выростов (крист) для увеличения площади рабочей поверхности;

• Во внутреннюю мембрану встроено множество ферментов, в том числе АТФ-синтазы (АТФ-фаза/ АТФ-синтетаза/АТФ-сома/ грибовидное тело);

• Между мембранами — межмембранное пространство;

• Полость, образованная внутренней мембраной, заполнена жидким матриксом;

• Является полуавтономным органоидом клетки.

Функция:

• Синтез АТФ, окисление органических веществ в до конечных продуктов — СО2 и Н2О.

Пластиды

Хлоропласт

Имеет зеленый цвет за счет пигмента хлорофилла;

• Имеет две мембраны — наружную и внутреннюю;

• Есть внутренние мембранные структуры, увеличивающие площадь рабочей поверхности — тилакоиды (одномембранные мешочки), граны (стопки тилакоидов), все это соединено ламеллами (длинными трубками);

• Внутренняя полость заполнена жидкой стромой;

• Образуются из пропластид, могут превращаться в другие пластиды (хромо- и лейкопласты);

• Является полуавтономным органоидом клетки;

• Функция: фотосинтез.

Лейкопласт

• Не имеют пигментов (бесцветные);

• Могут превращаться в хромо- и хлоропласты;

• Функция: запас питательных веществ (например, крахмала).

Хромопласт

• Имеют красные, желтые и оранжевые пигменты – каротиноиды (каротины и ксантофиллы);

• Не могут превращаться в другие пластиды;

• Встречаются у стареющих растений;

• Функция: придают окраску различным частям растений (к примеру, цветкам и плодам).

Характеристика полуавтономных органоидов

• Имеют собственную кольцевую молекулу ДНК;

• Способны к воспроизведению путем удвоения (деления надвое);

• Имеют собственный аппарат синтеза белка — 70S рибосомы;

• Наружная мембрана по составу сходна с эукариотической, внутренняя — с прокариотической.

Такие органоиды не могут существовать вне клетки, поскольку не способны к самостоятельному синтезу необходимого количества белка (остальная часть поставляется из цитоплазмы).

Митохондрии и хлоропласты были некогда свободноживущими прокариотами, наподобие бактерий. Эти прокариоты, случайно проникнув в клетку-хозяина, вступили с ней во взаимовыгодные отношения — симбиоз, то есть не переварились и впоследствии стали двумембранными органоидами. Причём митохондрии оказались внедрены во все клетки эукариот, а хлоропласты — только в растительные клетки.

• Клетка эукариот защищала органоиды от губительного воздействия факторов внешней среды;

• Хлоропласты обеспечили фотосинтез у эукариот;

• Митохондрии обеспечили аэробное дыхание у эукариот и более эффективный синтез АТФ.