10. Цитоплазма. Строение и функции органелл

Цитоплазма – это внеядерная часть протоплазмы животных и растительных клеток. Цитоплазма состоит из гиалоплазмы или матрикса, органелл и включений. Гиалоплазма - (основная плазма, матрикс цитоплазмы или цитозоль), основное вещество цитоплазмы, заполняющее пространство между клеточными органеллами. Гиалоплазма содержит около 90% воды, белки, аминокислоты, нуклеотиды, жирные кислоты, ионы неорганических соединений. В гиалоплазме протекают ферментативные реакции, метаболические процессы (гликолиз), синтез аминокислот, жирных кислот. Гиалоплазма содержит множество белковых филаментов (нитей), образующих цитоскелет.

Одномембранные органеллы – лизосомы, комплекс Гольджи, ЭПС. Лизосомы – пузырьки диаметром 0,2-0,4 мкм, содержащие набор ферментов кислых гидролаз, катализирующих принизких значениях рН гидролитическое (в водной среде) расщепление нуклеиновых кислот, белков, жиров, полисахаридов. Функция лизосом – внутриклеточное переваривание различных химических соединений и структур. Первичными лизосомами называют неактивные органеллы, вторичными – в которых происходит процесс переваривания. Комплекс Гольджи – образован совокупностью диктиосом. Диктиосома – стопка уплощенных дискообразных цистерн, от краев которых отшнуровываются пузырьки (везикулы). Функция КГ – образование лизосом, синтез полисахаридов и их комплексов с белками (гликопротеины) и жирами (гликопротеиды), которые затем можно обнаружить в гликокаликсе клеточной оболочки. ЭПС образована сообщающимися или отдельными трубчатыми или уплощенными (цистерна) полостями, ограниченными мембранами и распространяющимися по всей цитоплазме клетки. Выделяют шероховатую и гладкую эндоплазматическую сети. Особенность строения шероховатой ЭПС состоит в прикреплении к ее мембранам полисом (рибосом). В силу этого она выполняет функцию синтеза определенной категории белков, преимущественно удаляемых из клетки, например секретируемых клетками желез, образование белков и липидов цитоплазматических мембран, а также их сборка. Мембраны гладкой ЭПС лишены полисом. Функционально эта сеть связана с обменом углеводов, жиров и других веществ небелковой природы.

Двумембранные органеллы – митохондрии, пластиды (в растительной клетки). Митохондрии – структуры округлой или палочковидной, нередко ветвящейся формы толщиной 0, 5 мкм и длиной обычно до 5-10 мкм. Внутренняя мембрана образует впячивания – кристы. В матриксе митохондрий размещен собственный аппарат биосинтеза белка – 2-6 копий кольцевой, лишенной гистонов ДНК, с рибосомами, набором тРНК. Функция – ферментативное извлечение энергии (из определенных химических веществ) и накопление энергии в виде АТФ. Пластиды: лейкопласты - микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Внутренняя мембрана образует 2–3 выроста. Форма – округлая. Бесцветны. Характерны для растительных клеток. Служат местом отложения запасных питательных веществ, главным образом крахмальных зерен. На свету их строение усложняется, и они преобразуются в хлоропласты. Образуются из пропластид. Хлоропласты - микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Наружная мембрана гладкая. Внутренняя мембрана образует систему двухслойных пластин – тилакоидов стромы и тилакоидов гран. В мембранах тилакоидов гран между слоями молекул белков и липидов сосредоточены пигменты – хлорофилл и каротиноиды. В белково-липидном матриксе находятся собственные рибосомы, ДНК, РНК. Характерны для растительных клеток органеллы фотосинтеза, способные создавать из неорганических веществ (CO2 и H2O) при наличии световой энергии и пигмента хлорофилла органические вещества – углеводы и свободный кислород. Синтез собственных белков. Могут образовываться из пластид или лейкопластов, а осенью перейти в хлоропласты (красные и оранжевые плоды, красные и желтые листья). Хромопласты - микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Собственно хромопласты имеют шаровидную форму, а образовавшиеся из хлоропластов, принимают форму кристаллов каратинондов, типичную для данного вида растения. Окраска красная, оранжевая, желтая. Характерны для растительных клеток. Придают лепесткам цветков окраску, привлекательную для насекомых-опылителей. В осенних листьях и зрелых плодах отделяющихся от растений, содержатся кристаллические каротиноиды – конечные продукты обмена.