Рибосоми

Рибосоми – субмікроскопічні струк­ту­ри, за участю яких з амінокислот син­те­зуються білки у клітині. Це дрібні, зав­дов­жки 15-30 нм, майже сферичні грану­ли, які вид­но лише під електрон­ним мікрос­ко­пом. Вони ві­льно розташовані в гіалоплаз­мі (поодинці або групами), а також при­кріп­лені до оберненої до гіалоплазми по­верх­ні мембран ендоплаз­ма­тичного рети­ку­лума. Рибосоми виявлені також в ядрі, міто­хон­дріях і пластидах.

За сучасними даними, кількість ри­бо­сом у клітині може досягати десятків мі­ль­йонів. Вона залежить від фі­зіо­логічного стану клітини, інтенсивності синтезу біл­ка, дії зовнішніх чинників (температура, світло, вологість тощо). Найбільше число цих органел виявляють у твірних (мерис­те­матичних) тканинах, у клітинах зарод­ків, у регенеруючих органах і тканинах, мітохондріях.

Будова і хімічний склад. Кожна ри­бо­сома складається з двох нерівних час­тин – субодиниць – великої й малої і здат­­на розділятися на ці два фрагменти. Після з’єднання в цілу рибосому вони продов­жу­ють зберігати властивість до синтезу біл­ка.

Субодиниці рибосом побудова­ні пере­­важ­но з різних структурних білків (у клі­тин еукаріот їх біля 100 ви­дів), ліпідів (2/3 від яких складають фосфоліпіди) та ри­бо­со­мальної РНК (рРНК). При переході з ве­ли­кої на ма­лу суб­оди­ни­цю є ділянка, до якої прикріплюються інфор­ма­ційна РНК (іРНК) і транспортна РНК (тРНК). Рибо­со­ми утри­мують майже 50% всієї клітин­ної РНК. Мем­бранної структури рибо­со­ми не мають.

Функції. Структура і властивості мо­ле­кул білків та рибосомальної ри­бо­ну­к­леї­нової кис­лоти ри­бо­сом ви­значають й їхні функції. За допомогою іРНК ге­не­тична ін­формація потрапляє з ядра до ци­топлазми, а тРНК пе­ре­но­сять аміно­кис­лоти до рибо­сом, які розташовані гру­пою. Такі групи називають полісомами (від грец. „по­лі” – багато, „сома” – тіло). До складу полісоми можуть входити від 5 до 70 рибосом.

У рибосомах відбувається розташу­ван­ня і сполучення амінокислот у поліпеп­тид­ний ланцюг у відпо­від­нос­ті з генетичною інформацією, одержаною з ядра через іРНК. Рибосоми рухаються по іРНК, зчитують закладену в ній інформацію й у відповід­ній послідовності зв’язують амінокислоти в поліпептидні ланцюги білків.

Вважають, що вільні рибосоми синте­зу­ють білки, які використовуються кліти­ною для власних потреб, а зв’язані з мем­бранами – білки, що через канали ендо­плазматичного ретикулума та за допомо­гою комплексу Гольджі ви­хо­дять за межі клітини. Функціональна активність рибо­сом контролюється ядром. При втраті клі­тиною ядра ри­бо­соми пере­с­та­ють синте­зу­вати білки і зникають, що призводить до відмирання живого вмісту клітини.

Утворення. Вважається, що рибо­со­ми формуються у клітинному ядрі. Згідно сучасних уявлень, рРНК синте­зує­ться в ядер­­ці, а рибосомальні білки – в цитоплазмі, звідки їхня частина надходить до ядра. Утво­­рення субодиниць ри­бо­сом розпо­чи­нає­ться в ядрі, а їхня зборка відбувається в цитоплазмі на молекулі іРНК.

Ендоплазматичний ретикулум

Ендоплазматичний ретикулум – роз­га­лужена систе­ма ультра­мікроскопічних ка­нальців (переріз їх у діа­мет­рі до­ся­гає 0,3-0,5 мк), пухирців і цис­терн, яка пронизує гіалоплазму і безперер­вно змінюється. Ця структура міститься у клі­тинах всіх рос­лин від нижчих до вищих. Інтенсивність її розвитку залежить від віку клітини та її активності. У мо­ло­дих і слабко дифе­рен­цій­о­ваних клітин ендоплазматичний рети­ку­лум розвинутий слабко, а в до­­рослих клі­тин з актив­ною діяльністю він виражений у цитоплазмі значно більше.

Будова і хімічний склад. Ендо­плаз­ма­тичний ретикулум обмежений елемен­тар­ною мем­браною й випов­не­ний без­­с­трук­­­тур­ним матриксом (енхілемою), що відріз­няє­ться від гіало­плаз­ми. Канальці орга­не­ли безпосеред­ньо пере­хо­дять у зовнішню ядерну мембрану, через них здійснюється зв’язок ядра з цитоплазмою. Частина ка­на­льців проходить з однієї клітини в інші (плазмодесми), забезпечуючи зв’язок між ними.

За хімічним складом основу ендо­плаз­матичного ретикулума складають білки та ліпіди. Зовнішні частини його мем­бран утво­­рюють два мономолекулярні шари білків, між якими розташований один бімо­ле­ку­ляр­ний шар ліпідів. Мембрани містять знач­ну кількість ферментів.

Розрізняють дві форми ретикулума – грануляр­ний (шор­сткуватий) і агрануляр­ний (гладенький). Обидві фор­­­­ми ретику­лу­ма водночас перебувають в одній клітині, між ни­ми існує тісний зв’язок.

Гра­ну­ляр­ний ендоплазматичний ре­ти­кулум на поверхні має дрібні гранули – ри­босо­ми, складається з пу­хир­ців і цистерн. Він виконує фун­кції синте­зу білків, транс­пор­тування речовин, зв’язку із сусідніми клітина­ми, ут­во­рення но­вих мембран, ва­куо­лей і дея­ких органел. Гранулярний ре­ти­кулум типовий для клітин, в яких від­бу­вається інтенсивний синтез білка. Він є центром утворення і росту клітинних мем­бран, за його допомогою клітинні орг­а­не­ли взаємодіють між собою.

Агранулярний ретику­лум складається з розгалужених кана­льців, які від­ходять від цистерн гранулярного рети­ку­лума, рибо­сом не має. Він розвинутий більш слабко, ніж гранулярний ретикулум і бере участь у син­тезі й транс­пор­­ту­ванні ефірних олій, смол, каучуку.

У рослинних клітинах, на відміну від тваринних, ендоплазматичний ретикулум не утворює щільних скуп­чень, ри­босоми на гранулярних мембранах розташовані більш пухко.

Функції. Ендоплазматичний ретику­лум – основне місце синтезу всіх клі­тин­них мембран. Вважають, що тут утво­рю­ю­ть­ся мембрани ядра, вакуолей, мікро­ті­ле­ць, а також цистерни диктіосом. Ендо­плаз­матичний ре­ти­ку­лум здійснює транс­пор­тування іонів та молекул у різні нап­рям­ки, тим самим забезпечує пере­біг фізи­ко-хімічних перетворень у клітині, мож­ли­вість її існування.

Але все-таки найважливішою функ­цією цієї органели є транспортування, транс­формація, нагромадження і кон­цен­трація синтезованих на полісомах білків.

Слід також зазначити, що ендо­плаз­матичний ретикулум є ніби внутрішнім каркасом, який підтримує струк­туру цито­плаз­ми, а також поділяє її на окремі від­сіки – компартменти, внаслідок чого в кожній такій частині створюються спе­ци­фічні умови, потрібні для їхнього функ­ціо­нування та для існування всієї клітини в цілому.

Виявлено, що в зоні розташування ендо­плазматичного ретикулума завжди спос­­те­рі­гається значне скуп­чен­ня мі­то­хон­дрій, ри­бо­сом і пластид, що свідчить про функ­ціо­нальну взаємодію всіх структур­них ком­по­нентів рослинної клітини.