 |
Органеллы цитоплазмы. Структурно-функциональная характеристика органелл, участвующих в биосинтезе веществ в клетках
|
|
|
|
К ним относятся рибосомы, ЭПС (эндоплазматическая связь) гладкого типа, ЭПС шероховатого типа, комплекс Гольджи (он будет рассмотрен отдельно).Рибосомы – это гранулы диаметром 15-35 нм, состоящие из большой и малой субъединиц. Каждая субъединица содержит молекулу рибосомальной РНК и белок. Полирибосомы – группа рибосом, где малые субъединицы связаны молекулой информационной РНК. Рибосомы и полисомы, свободно расположенные в цитоплазме, продуцируют белки, которые используются для нужд самой клетки. Аминокислоты к рибосоме переносятся транспортной РНК. Рибосома создает условия для взаимодействия между транспортной и информационной РНК и обеспечивает создание полипептидных связей между аминокислотами. ЭПС шероховатого типа – это мембранные мешки, трубочки, вакуоли, которые в совокупности создают сеть в цитоплазме и представляют собой систему синтеза и внутриклеточного транспорта. Мембраны со стороны гиалоплазмы покрыты рибосомами. Данная органелла развита в клетках, активно синтезирующих белок (плазмоциты, клетки поджелудочной железы и др.).
По программе информационной (матричной) РНК, с которой связаны рибосомы из приносимых транспортной РНК аминокислот, создается полипептидная цепь. Начальный конец полипептидной цепи «сигнал» прикрепляется к мембране, а затем проходит через нее внутрь цистерны. Здесь он отрезается с помощью ферментов, а молекула белка конформируется. В дальнейшем белок транспортируется в комплекс Гольджи, а оттуда в виде окруженных мембраной гранул – к плазмолемме для экспорта. Этим же способом создаются белки лизосом и интегральные белки мембран. ЭПС гладкого типа образуется из ЭПС шероховатого типа, которая теряет рибосомы.
|
|
|
Функции гладкой ЭПС
1) разделение цитоплазмы клетки на отделы – компартменты, в каждом из
которых происходит своя группа биохимических реакций;
2) биосинтез жиров и углеводов;
3) образование пероксисом;
4) биосинтез стероидных гормонов;
5) дезинтоксикация экзо- и эндогенных ядов, гормонов и др.;
6) депонирование ионов кальция (в миоцитах и мышечных волокнах);
7) источник мембран при митозе (телофаза).
Структурно-функциональная характеристика органелл, участвую-щих в энергопроизводстве
К ним относятся митохондрии. Они представляют собой полуавтономные органеллы и аппарат синтеза АТФ за счет энергии, получаемой при окислении органических соединений. Эти органеллы способны перемещаться по цитоплазме, сливаться одна с другой, делиться. Форма и размеры различны, число их зависит от
активности клетки. Чаще всего это тельца длиной1-10 мкм, толщиной 0,5 мкм. Митохондрии состоят из наружной и внутренней мембран, разделенных межмембранным пространством, и содержат митохондриальный матрикс, в который обращены складки внутренней мембраны (кристы). Наружная митохондриальная мембрана напоминает плазмолемму, содержит много молекул специализированных транспортных белков (например, по-
рин), формирующих каналы, обеспечивающие высокую проницаемость. На ней находятся рецепторы, распознающие белки, которые переносятся через обе митохондриальные мембраны в зонах их слипания.
Внутренняя митохондриальная мембрана образует выпячивания – кристы, благодаря которым площадь внутренней мембраны значительно увеличивается. На кристах находятся элементарные частицы, которые представляют собой комплексы ферментов фосфорилирования (синтеза АТФ) за счет энергии, ос-
возбуждающейся в митохондриях в результате процессов окисления. Митохондриальный матрикс – гомогенное мелкозернистое образование, содержащее много ферментов, митохондриальную ДНК, митохондриальные
|
|
|
рибосомы, митохондриальные гранулы, связывающие двухвалетные катионы, в частности Са ++, Mg++. Катионы необходимы для поддержания активности митохондриальных ферментов.
Функции митохондрий
1. Обеспечение клетки энергией в виде АТФ.
2. Участие в биосинтезе стероидных гормонов (некоторые звенья био-
синтеза этих гормонов протекают в митохондриях). В таких клетках – мито-
хондрии со сложными крупными трубчатыми кристами.
3. Депонирование кальция.
4. Участие в синтезе нуклеиновых кислот.
Продолжительность существования митохондрий – около 10 суток. Их раз-
рушение происходит путем аутофагии. Образование новых митохондрий
происходит путем перешнуровки предшествующих.
Структурно-функциональная характеристика органелл, состав-
Ляющих цитоскелет
Цитоскелет сформирован тремя основными компонентами: микротрубочками, микрофиламентами, промежуточными филаментами. Микротрубочки – полые цилиндры диаметром 25 нм. Стенка их состоит из фибрилл, сформированных молекулами белка тубулина. Микротрубочки могут расти. В цитоплазме существует равновесие между микротрубочками и растворенным тубулином. Трубочки с одного конца распадаются,
с другого – вновь образуются. Не распадаются микротрубочки центриолей, базальных телец, ресничек, жгутиков. При митозе микротрубочки цитоскелета распадаются, а из освободившегося тубулина образуется веретено деления. После митоза происходит обратный процесс. Если клетку обработать колхицином, разрушающим микротрубочки, клетка теряет способность делиться, изменяется ее форма.
Функции микротрубочек
1. Выполняют роль цитоскелета.
2. Участвуют в транспорте веществ и органелл в клетках.
3. Участвуют в образовании веретена деления и обеспечивают расхож-
дение хромосом в митозе.
4. Входят в состав центриолей, ресничек, жгутиков.
Микрофиламенты. Существует три типа филаментов: микрофиламенты толщиной 5-6 нм (актиновые), толщиной 10 нм (миозиновые) и толщиной около 7 нм (промежуточные). Актиновые и миозиновые филаменты образуют миофибриллы в миоцитах и мышечных волокнах, в других клетках обеспечивают сокращение и перемещение клетки, процессы эндоцитоза и экзоцитоза, формирование псевдоподий и микроворсинок. С этими филаментами связаны сокращения тромбов. Много микрофиламентов образуется в подмембранном слое клеток. С ними связаны интегральные белки мембран. Промежуточные филаменты состоят из белковых нитей, обладающих высокой прочностью и стабильностью. Для их белкового состава характерна тканевая специфичность. В эпителии они имеют кератиновую природу, в клетках мезенхимного происхождения они состоят из виментина и т.д. Промежуточные филаменты выполняют в клетке только опорную функцию.
|
|
|
Центриоли представлены двумя полыми цилиндриками длиной 500 нм и диаметром 150 нм. Располагаются они под прямым углом друг к другу. Стенка цилиндрика состоит из 9 триплетов микротрубочек (А, В, С), связанных поперечными белковыми мостиками «ручками». С каждым триплетом посредством ножек связаны сателлиты. Сателлиты – белковые тельца, от которых отходят микротрубочки. Центриоли являются центрами формирования микротрубочек веретена деления, микротрубочек аппаратов движения ресничек и жгутиков. Формула центриоли – (9хЗ)+0.
Функции центриолей: 1) являются центром организации микротрубочек веретена деления; 2) образуют реснички и жгутики; 3) обеспечивают внутриклеточное передвижение органелл.
9.Включенияцитоплазмы
Включения цитоплазмы — необязательные компоненты клетки, возникающие и исчезающие в зависимости от метаболического состояния клеток. Различают включения трофические, секреторные, экскреторные и пигментные. К трофическим включениям относятся капельки нейтральных жиров, которые могут накапливаться в гиалоплазме. В случае недостатка субстратов для жизнедеятельности клетки эти капельки могут резорбироваться. Секреторны е включения – округлые образования различных размеров, содержащие биологически активные в-ва, образующиеся в процессе синтетической деятельности. Например, встречающиеся в цитоплазме секреторных клеток желез организма. Экскреторные включения содержат продукты метаболизма, подлежащие удалению из клетки. Пигментные включения бывают эндогенной (гемоглобин в эритроцитах; билирубин, входящий в состав желчи; меланин, являющийся компонентом пигментоцитов эпидермсиса) и экзогенной природы (пылевые частицы, красители и др.)
|
|
|
11. Репродукция клеток и клеточных структур: способы репродукций,
Различают два основных способа размножения клеток:
-митоз
- мейоз
Митоз – это непрямое деление; кариокинез – универсальный способ деления, благодаря которому ядерный материал распределяется поровну между дочерними клетками.
Фазы митоза: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.
Профаза. В ядре происходит конденсация хромосом, и они становятся видимыми. Хромосомные нити, переплетаясь, образуют фигуру плотного клубка (ранняя профаза) или рыхлого клубка (поздняя профаза). Ядрышки уменьшаются в размере и исчезают. Ядерная оболочка распадается на фрагменты. Удвоившиеся в S-периоде центриоли расходятся к полюсам, и между ними начинает формироваться веретено деления.
Метафаза. Хромосомы свободно лежат в цитоплазме. Они имеют форму шпилек, концы их обращены к периферии клетки, а центромеры всех хромосом располагаются в одной экваториальной плоскости так, что создается «материнская звезда». Между хроматидами определяется разделяющая их щель. Завершается формирование веретена деления.
Анафаза. Происходит расщепление центромеров и расхождение хроматид к полюсам клетки при участии веретена деления.
Телофаза. Начинается с остановки разошедшихся хромосом. При этом происходит восстановление нового ядра и ядрышек, а также деспирализация хромосом дочерних клеток, которые включаются в синтетические процессы.Происходит цитотомия.
Амитоз – прямое деление, которое часто встречается при патологии и устареющих клеток. Вначале происходит деление ядрышка путем перешнуровки, затем происходит перетяжка в ядре. Вслед за делением ядра осуществляется цитотомия.Различают: 1) генеративный амитоз, после которого дочерние клетки способны делиться митозом; 2) реактивный амитоз, вызванный неадекватным воздействием на организм; 3) дегенеративный амитоз – деление, связанное с процессами дегенерации клеток.
Мейоз – это способ клеточного деления, приводящий к образованию гаплоидного набора хромосом. Он характерен только для половых клето
|
|
|
