6. Органеллы общего значения, их характеристика.

Мембранные органеллы

Строение

Функции

ЭПС

Состоит из вытянутых цистерн, трубочек, мешков, узких каналов, связанных взаимными переходами, в результате чего образуется единая внутриклеточная сеть, которая как бы делит цитоплазму на отсеки, участки, но не имеет непосредственных контактов с плазмолеммой.

Цистерны гранулярной ЭПС имеют полости шириной от 20 нм до нескольких микрометров, со стенками гранулярной ЭПС связаны рибосомы.

Основная функция гранулярной ЭПС — синтез белков. На рибосомах, прикрепленных к ее цистернам, синтезируются белки секреторных гранул, ферментные белки лизосом и белки, входящие в состав мембран клетки. Все эти типы белков транспортируются по цистернам ЭПС, не выходя в гиалоплазму. В гранулярной ЭПС синтезируются некоторые углеводные соединения и липиды, входящие в состав мембран. Синтезированные молекулы подвергаются различным воздействиям (переаминирование, фосфорилирование и др.), в результате чего меняются их свойства, образуются сложные комплексные соединения. Гранулярная сеть считается местом образования мембран для всей клетки. Гладкая ЭПС многофункциональна. Она является местом синтеза ряда углеводов и липидов; поглощает, накапливает и транспортирует ионы (например, ионы кальция в волокнах поперечнополосато мышечной ткани); осуществляет детоксикацию вредных продуктов обмена благодаря определенному набору ферментов, входящих в состав ее мембран. Этот вид цитоплазматической сети очень распространен в клетках надпочечников, семенников — органах, где образуются стероидные гормоны.

Комплекс Гольджи

В данный комплекс входят цистерны, вакуоли и пузырьки; он представляет собой стопку из 5—10 плоских мешковидных цистерн, узких в центре (7—10 нм) и расширяющихся по краям, по периферии они могут переходить в сеть канальцев и заканчиваться вакуолями, которые отшнуровываются от пластинчатого комплекса. Все его структуры построены из элементарной биологической мембраны.

Пластинчатый комплекс связан со всеми структурами клетки: с поверхностным и ядерным аппаратами, с ЭПС, с лизосомами.

Здесь накапливаются, конденсируются и созревают продукты, синтезированные в ЭПС; происходит их дальнейшая химическая перестройка с образованием секреторных гранул. В цистернах комплекса синтезируются полисахариды и в соединении с белками образуют гликозаминогликаны, мукопротеиды, протеогликаны, иммуноглобулины и другие комплексные соединения. Здесь синтезируются составные части надмембранного комплекса. С помощью отшнуровывающихся вакуолей выводятся готовые секреты за пределы клетки, сами вакуоли встраиваются в цитолемму. Здесь образуются лизосомы и пероксисомы — пузырьки, содержащие окислительные ферменты.

Митохондрии

Митохондрии могут быть нитевидными, палочковидными, гантелевидными и в виде зернистых образований диаметром 0,2-2 мкм и длиной 1-10 мкм. Они ограничены двумя мембранами толщиной по 7 нм. Между мембранами имеется межмембранное пространство шириной 10—20 нм. Полость митохондрии заполнена матриксом тонкозернистого строения. Наружная мембрана гладкая, не связана ни с какими другими мембранами клетки, имеет вид замкнутого мешка, неспецифическая проницаемость, малое содержание белков и большое количество липидов. У внутренней мембраны высокоспецифичная проникаемость и высокое содержание белков, имеются многочисленные выросты внутрь митохондрии - кристы. Располагаются они как вдоль, так и поперек митохондрии, поэтому образуется подобие сети. У молодых и малоактивных митохондрий крист мало, и они короткие. У зрелых и функционально активных количество и размеры крист увеличиваются. На поверхности кристы, обращенной к матриксу, обнаружены грибовидные тельца. Матрикс митохондрии представляет собой коллоидную систему, содержащую большое количество макромолекул различной природы.

В матриксе митохондрий есть тонкие нити и мелкие гранулы, нити — это собственная ДНК митохондрий, отличающаяся по составу и структуре от ДНК ядра, а мелкие гранулы — митохондриальные рибосомы.

Функция митохондрии — синтез АТФ. Она определяется набором окислительным ферментов, находящихся во внутренней мембране и матриксе. В матриксе сосредоточены ферменты цикла Кребса и окисления жирных кислот. Во внутренней мембране расположена цепь переноса электронов (дыхательная цепь) и многочисленные транспортные системы, а на грибовидных тельцах локализованы ферменты фосфорилирования (превращения АДФ в АТФ). Все эти ферментные системы могут синтезировать и накапливать макроэргические соединения (главным образом в виде АТФ), образуя сложные молекулярные комплексы в составе внутренней мембраны. В местах потребления энергии АТФ легко распадается также при участии ферментов митохондрий. При этом образуется свободная энергия для выполнения механической, химической, электрохимической и осмотической работ. Поэтому митохондрии образно называют энергетическими станциями клетки.

Помимо этого, они могут участвовать в транспорте воды, накоплении Са, Mg и Р, в синтезе стероидных веществ.

И так как у митохондрий есть собственные рибосомы и ДНК, они могут синтезировать собственные митохондриальные белки.

Лизосомы

Вакуоли диаметром 0,1-0,4 мкм, стенка у них образована элементарной биологической мембраной, а содержимое представляет собой скопление гидролитических ферментов. В лизосомах обнаружено около 60 различных гидролаз, действующих в кислой среде. Ферменты лизосом способны разрушать практически все природные органические полимеры (белки, углеводы и нуклеиновые кислоты), но не разрушают клетку и стенки лизосом, потому что находятся в неактивном состоянии. Лизосомы в клетке очень разнообразны по размерам и внутреннему содержимому. Ферменты лизосом отграничены мембраной.

Лизосомы выполняют гидролитическую функцию: приближается к фагоцитозной или пиноцитозной вакуоли и сливается с ней, в результате этого образуется единая вакуоль, содержащая ферменты и фагоцитированный материал - фагосома (или вторичная лизосома). Также лизосомы способны переваривать фрагменты разрушеннных органелл клетки (митохондрий, ЭПС и др) Непереваренные остатки могут накапливаться в лизосомах в виде слоистых телец, пигментных скоплений или удаляются из клетки в процессе экзоцитоза. Помимо основных функций, большое количество лизосом выполняют в клетке секреторную, экскреторную, всасывательную и фагоцитарную функции.