Мітохондрії.

Мітохондрії – це двомембранні органели, які за формою нагадують гранули, палички або нитки. Кількість мітохондрії в клітині різна: від 1 до 100 000 і більше й залежить від метаболічної активності клітини.

Будова мітохондрій.

Поверхневий апарат складається з двох мембран: зовнішньої та внутрішньої. Зовнішня мембрана гладенька – вона відмежовує мітохондрію від гіалоплазми. Внутрішня мембрана утворює вгини всередину мітохондрій – кристи.

Оскільки, мітохондрії мають дві мембрани, і тому в них є дві порожнини.

Перша мітохондріальна порожнина – зовнішня мітохондріальна камера, розташована між мембранами.

Друга мітохондріальна порожнина – внутрішня мітохондріальна камера, заповнена мітохондріальними матриксом. У ньому містяться молекули циклічної ДНК, іРНК, тРНК, 70 –S рибосоми – тобто свій білок – синтезуючий апарат, що забезпечує їм автономність. В матриксі містяться також гранули солей Са та Мg. В матрикс синтезуються білки, що входять до складу внутрішньої мембрани. На внутрішній мембрані розташовані грибоподібні тільця – АТФ – соми, у яких міститься комплекс ферментів, потрібних для синтезу АТФ.

Функції:

• основна функція мітохондрій синтез АТФ, який відбувається за рахунок енергії, що вивільняється при окисленні органічних сполук, за участі ферменту АТФ - синтетази.

При цьому початкові етапі цих процесів перебігають в матриксі, а наступні, зокрема, синтез АТФ, - у внутрішній мембрані.

Розмножуються мітохондрії поділом.

Пластиди.

Пластиди – двомембранні органели клітин рослин і деяких тварин (рослинних джгутикових).

Розрізняють три типи пластид:

• хлоропласти;

• хромопласти;

• лейкопласти.

Пластиди різних типів мають спільне походження: всі вони виникають із первинних пластид ( пропластид) твірної тканини. Пластиди одного типу можуть перетворюватись на пластиди іншого типу (виключення хромопласти).

Хлоропласти – пластиди, забарвлені в зелений колір завдяки пігменту хлорофілу.

Як, правило хлоропласти мають видовжену форму; їх кількість в клітинах коливається від 30-50 до 1 000.

Будова: між зовнішньою та внутрішньою мембранами хлоропластів є між мембранний простір завширшки 20-30 нм. внутрішня мембрана утворює складчасті вгини всередину матрикс: ламели та тилакоїди.

Ламели мають вигляд мембранних плоских видовжених складок, тоді як тилакоїди – сплощених мембранних вакуолей або мембранних мішечків.

Ламели можуть утворювати сітку із взаємозв’язаних розгалужених канальців або розташовуватись паралельно одна одній не з’єднуючись. Між ламелами розміщені тилакоїди, зібрані разом у купки по 50 і більше, що нагадують стопки монет. Таку купку називають граною. Кількість гран у хлоропласті досягає 60 (іноді до 150), вони часто зв’язані між собою за допомогою ламел.

У тилакоїдах знаходяться основні фотосинтетичні пігменти – хлорофіли, допоміжні каротиноїди та всі ферменти потрібні для здійснення різноманітних біохімічних процесів фотосинтезу. Мембрани тилакоїдів здатні вловлювати світло та спрямовувати його на хлорофіл. У матриксі хлоропластів містяться молекули циклічної ДНК, іРНК, тРНК, 70 –S рибосоми – тобто свій білок – синтезуючий апарат, що забезпечує їм автономність. Також у матриксі хлоропластів відкладаються зерна крохмалю.

Функції:

• основна функція – здійснення фотосинтезу;

• за участі ферменту АТФ - синтетази, розташованого на зовнішній поверхні мембран тилакоїдів, відбувається синтез АТФ;

• також в хлоропластах відбувається синтез деяких ліпідів, білки мембрани тилакоїдів і ферменти, що каталізують реакції фотосинтезу.

Розмножуються хлоропласти поділом.

Лейкопласти – безбарвні пластиди різноманітної форми. Внутрішня мембрана впинаючись в матрикс, може утворювати нечисленні тилакоїди. Від хлоропластів вони відрізняються відсутністю розвиненої ламелярної системи.

У матриксі лейкопластів містяться молекули циклічної ДНК, іРНК, тРНК, 70 –S рибосоми – тобто свій білок – синтезуючий апарат, що забезпечують синтез і гідроліз запасних речовин клітини (крохмалю, білків). Деякі лейкопласти повністю заповнені зернами крохмалю.

Функція:

• синтез і гідроліз запасних речовин клітини (крохмалю, білків);

• накопичення запасних речовин.

Хромопласти – пластиди забарвлені в різні кольори – жовтий, червоний тощо. Вони надають певного кольору пелюсткам, плодам, листкам. Забарвлення хромопластів зумовлюють різні пігменти (здебільшого, каротиноїди), які можуть накопичуватись в різній кількості. Внутрішня тилакоїдно – ламелярна система відсутня.

Хромопласти є кінцевим етапом розвитку пластид: на інші типи вони не перетворюються.

Хроматофори – двомембранні органели клітин водоростей і деяких тваринних джгутикових (наприклад, євглени зеленої), які містять фото синтезуючі пігменти.

Ядро.

Ядро є неодмінною частиною будь – якої еукаріотичної клітини. Лише деякі клітини втрачають своє ядро під час свого розвитку (наприклад, еритроцити та тромбоцити більшості ссавців, ситоподібні трубки рослин). Здебільшого клітина має лише одне ядро, але бувають і виключення - наприклад, посмуговані м’язові волокна, інфузорії, форамініфери, деякі водорості, гриби тощо. Ядра бувають різні за формою та розмірами.

Кожному типові клітин властиве постійне співвідношення між об’ємами ядра та цитоплазми (ядерно – цитоплазматичне співвідношення), тобто ядро певного розміру може забезпечувати спадковою інформацією відповідний об’єм цитоплазми.

Будова ядра: ядро складається із поверхневого апарату та внутрішнього середовища (ядерного матриксу).

Поверхневий апарат складається з двох мембран зовнішньої та внутрішньої. Між цими мембранами є щілина завширшки від 20 до 60 нм, але в певних місцях зовнішня мембрана з’єднується з внутрішньою навколо отворів – ядерних пор прикритих особливими тільцями. У більшості клітин під час поділу ядерна оболонка зникає, а в період між поділами – утворюється знову.

Внутрішнє середовище ядра – ядерний матрикс - складається з ядерного соку (каріоплазми), ядерець, рибонуклеопротеїдних комплексів і ниток хроматину.

Каріоплазма – внутрішній вміст ядра, в який занурені ядерця, хроматин і різноманітні гранули. За будовою і властивостями каріоплазма нагадує цитоплазму. В ній є білкові фібрили, що формують внутрішній скелет ядра, котрий сполучає ядерця, нитки хроматину, ядерні пори тощо.

Ядерця розміщені у каріоплазмі більшості клітин еукаріот. Їхня кількість може бути різною – від одного до багатьох.

Будова: ядерце, це щільна структура, яка містить рибонуклеопротеїдні фібрили, внутрішньоядерцевий хроматин та гранули –

попередники субодиниць рибосом: 30-Sта 50-S.

Ядерця формуються на певних ділянках окремих хромосом (вторинних перетяжках).

Під час клітинного поділу ядерця зникають, а наприкінці цього процесу утворюються знову.

Каріотип – набір хромосом ядра характерний для певного виду еукаріотичних організмів.

Особливості каріотипу особин залежать від: кількості, розмірів та форми хромосом.

Стабільність каріотипу забезпечує існування виду.

Розміщення молекули ДНК в ядрі забезпечується за рахунок її багаторазового згортання – компактизації. Це відбувається за завдяки взаємодії ДНК з білками. Оскільки ДНК є сильною кислотою, вона зв’язується з основними білками. В еукаріотичних організмах ці білки називаються гістонами. Вони майже однакові у більшості еукаріот, що свідчить про їхню еволюційну давність і надзвичайну важливість.

Молекули гістонів створюють серцевину, на яку намотується подвійна спіраль ДНК, скорочуючись приблизно вп’ятеро. Утворюється ніби ниточка з намистинками – нуклеосомами. Нуклеосоми взаємодіють з іншими білками, утворюючи спіраль вищого рівня.

Тому третиною структурою ДНК можна вважати нитки щільної речовини – хроматину (дезоксирибонуклеопротеїдні комплекси), у вигляді якого існують хромосоми у період між клітинними поділами ( «інтерфазні хромосоми»). Ділянки хроматину не є однорідними, а власне:

спаралізовані ділянки хроматину – гетерохроматин, чергуються з деспіралізованими ділянками – еухроматину.

Нитки хроматину безпосередньо перед поділом ядра закручуються в більш компактні структури, які є товстішими і більш відособлені одна від одної.

Таким чином в ядрі формуються хромосоми.

Отже, четвертинною структурою ДНК можна вважати хромосоми – останній рівень структурної організації ДНК. У цей час нитки ДНК у комплексі з білками упаковані найкомпактніше і їх добре видно у світловий мікроскоп.

Отже, хромосоми, являють собою нуклеопротеїдні комплекси(основу яких складає дволанцюгова молекула ДНК) найвищої структурної організації, що є носіями спадкової інформації. У вигляді хромосом спадковий матеріал клітини існує під час її поділу. Крім ДНК і ядерних білків до складу хромосоми входять РНК і ферменти, потрібні для їх подвоєння чи синтезу і. РНК.

Хромосоми – це ядерні органели в яких розміщені гени.

Кожна хромосома складається з двох хроматид. Коли клітина ділиться, хроматиди розходяться до дочірніх клітин, завдяки чому останні одержують однакову спадкову інформацію від материнської клітини.

Хроматиди з’єднані одна з одною в точці, яку називають центромерою - пластинчастий утвір у вигляді диска , що розташований в зоні первинної перетяжки, і яка може міститися в будь –якому місці по довжині хромосоми. Первинна перетяжка поділяє хромосоми на плечі. Якщо перетяжка розташована посередині, і плечі мають однакові розміри, то хромосоми називають рівноплечовими, якщо плечі істотно відмінні – нерівноплечовими. Деякі хромосоми мають ще й вторинні перетяжки (зони ядерцевого організатора), де знаходяться гени, що відповідають за утворення ядерець.

Кожна клітина організму містить визначене число хромосом, характерне для даного виду. Набір хромосом характерний для виду називають – каріотип.

Число хромосом у різних видів різне. Наприклад, у плодової мушки всього 8 хромосом, а маленького метелика Лісандра -380, у кішок – 38, у собак – 78, людини -46, шимпанзе – 48 тощо. Одиниці спадковості – гени – розташовані вздовж хромосоми лінійно. У людини число різних генів приблизно 100 000.

Хромосомний набір ядра буває: гаплоїдним, диплоїдним та поліплоїдним.

1. У галоїдному наборі всі хромосоми відрізняються між собою (умовно позначають 1n), тобто гаплоїдним називають такий набір хромосом в якому кожен вид хромосом представлений лише однією хромосомою.

2. В диплоїдному наборі (2n) кожна хромосома має собі пару, подібну за розмірами, формою та генетичною інформацією. Хромосоми, що належать до однієї пари, називають гомологічними, а до різних - негомологічними.

Гомологічні хромосоми – це хромосоми однієї пари, які подібні за формою, розмірами та генетичною інформацією.

Виняток становлять лише статеві хромосоми, які можуть відрізнятись за будовою у різних статей. Статевими називаються хромосоми, співвідношення яких визначає стать організму. Якщо статеві хромосоми відрізняються то їх називають гетерохромосомами, наприклад Х та У. Хромосоми одинакові для жіночої і чоловічої статі називають аутосомами.

Наявність двох наборів хромосом дає певні переваги:

- зростає генетична мінливість, оскільки кожен індивід несе ознаки обох батьків;

- у випадку неповноцінності певного гена в одній з двох хромосом, ген, що міститься в гомологічній хромосомі, може компенсувати цей дефект.

3. Деякі організми, в тому числі багато рослин, містять по три і більше наборів хромосом; такі організми називаються поліплоїдним.

Функції ядра.