10. Микроскопические органеллы клетки, строение и роль.

Органелл такого типа 5:

1. Митохондрии

2. Пластинчатый комплекс

3. Центросома

4. Пластиды

5. Вакуоли

1. Митохондрии – двумембранные органеллы клетки. Выглядят в виде округлых, удлиненных или палочко- видных структур длиной 0,3 – 5,0 мкм и шириной 0,2 – 1,0 мкм. Каждая митохондрия образована двумя мембранами – внешней и внутренней. Между ними расположено межмембранное пространство шириной 10 – 20 нм. Внешняя мембрана ровная, внутренняя – образует многочисленные кристы, которые могут иметь вид складок и гребней.

Пространство, ограниченное внутренней мембраной, заполнено митохондриальным матриксом. Матрикс имеет мелкозернистую структуру и содержит множество различных ферментов: ферменты цикла Кребса, ферменты белкового синтеза, ферменты окисления жирных кислот. В матриксе также заключен собственный генетический аппарат митохондрий – митохондриальная ДНК и рибосомы.

Со стороны матрикса к поверхности крист прикреплены грибовидные образования, состоящие из округлой головки и ножки – оксисомы. В этих образованиях сосредоточены АТФазы – ферменты, обеспечивающие синтез АТФ. Эти процессы связаны с циклом Кребса, или с циклом трикарбоновых кислот.

Функции:

1. Синтез АТФ, происходящий в результате процессов окисления органических субстратов и фосфорилирования АДФ.

2. Комплекс Гольджи (пластинчатый комплекс, аппарат Гольджи) – совокупность цистерн, пузырьков, пластинок, трубочек, мешочков. В комплексе Гольджи выявляются три мембранных элемента: уплощенные мешочки (цистерны), пузырьки и трубочки. Зона скопления этих элементов называется диктиосомой. Таких зон в клетке может быть несколько (иногда несколько десятков и даже сотен). Комплекс Гольджи располагается около ядра клетки, часто вблизи центриолей, реже он рассеян по всей цитоплазме. Диктиосомы связаны между собой каналами. Отдельная диктиосома имеет чашеобразную форму. Диаметр около 1 мкм и содержит 4 – 8 лежащих параллельно уплощенных цистерн, пронизанных порами. Концы цистерн расширены. От них отщепляются пузырьки, окруженные мембраной и содержащие различные вещества.

Комплекс Гольджи отчетливо поляризован по вертикали. В нем выделяют две поверхности (два полюса):

1. цис-поверхность, или незрелая поверхность, которая имеет выпуклую форму, обращена к ЭПС – это участок слияния с мелкими транспортными пузырьками, отделяющимися от ЭПС

2. транс-поверхность, или поверхность вогнутой формы, обращена к плазмалемме, со стороны которой от цистерн комплекса Гольджи отделяются пузырьки (секреторные гранулы).

Функции:

1. Сегрегация(сортирвка) белков на 3 потока:

–лизосомальный поток; гликозилированные белки (с маннозой) поступают в цис-отдел комплекса Гольджи, некоторые из них фосфорилируются, образуется маркёр лизосомальных

ферментов; в дальнейшем эти фосфорилированные белки не буду подвергаться модификации, а попадут в лизосомы.

– конститутивная секреция; в этот поток включаются белки и липиды, которые становятся компонентами мембраны и гликокаликса клетки, таким образом происходит сборка мембран, обеспечивающих обновление плазматической мембраны; а также они могут входить в состав внеклеточного матрикса.

– индуцируемая секреция; сюда попадают белки, которые функционируют за пределами клетки, поверхностного аппарата клетки, во внутренней среде организма (например, гормоны); характерна для секреторных клеток

2. формирование слизистых секретов – гликозамингликанов (мукополисахаридов)

3. формирование углеводных компонентов гликокаликса – в основном, гликолипидов

4. сульфатирование углеводных и белковых компонентов гликопротеидов и гликолипидов

5. частичный протеолиз белков – иногда за счет этого неактивный белок переходит в активный (проинсулин превращается в инсулин).

3. Клеточный центр образован двумя центриолями (диплосома). Центриоли расположены взаимно перпендикулярно: одна – материнская, другая – дочерняя.

Материнская центриоль окружена электронно-плотным ободком, образованным шаровидными сателлитами, соединенными плотным материалом с наружной стороной каждого триплета. Из них образуется новая центриоль. Центриоли окружены светлой зоной – центросферой, от которой отходит лучистость, образующая астросферу. Между центриолями находится удлиненное тельце – мостик (центродесмоза), который во время митотического деления участвует в построении ахроматинового веретена.

Каждая центриоль представляет собой цилиндр, стенка которого состоит из девяти комплексов микротрубочек длиной около 0,5 и 0,25 мкм. Каждый комплекс состоит из трех микротрубочек и поэтому называется триплетом. Средняя часть материнской центриоли может быть окружена комплексом фибриллярных структур, называемым гало.

Функции:

1. сборка микротрубочек

2. клеточный центр играет важную роль при митотическом делении клеток; во время митоза центриоли удваиваются и вместе с окружающими их астросферами расходятся к полюсам клетки, участвуя в образовании митотического аппарата – веретена деления; с помощью этого аппарата при делении клетки осуществляется равномерное распределение хромосом между дочерними клетками

3. центриоли участвуют в образовании базальных телец, ресничек и жгутиков.

4. Пластиды встречаются только в растительных клетках. Они представляют собой небольшие органеллы, которые находятся в цитоплазме клетки. Различают три типа пластид: хлоропласты (зеленого цвета), хромопласты (желтого, оранжевого и красного цвета) и лейкопласты (бесцветные).

Хлоропласты.

Количество хлоропластов в клетке колеблется от 1 до 36. Форма хлоропластов может быть округлой или дисковидной. Хлоропласт имеет двойную мембранную оболочку, которая отделяет его от цитоплазмы. Тело хлоропласта состоит из бесцветной мелкозернистой стромы – матрикса, внутри которого имеется сложная мембранная система. Строма пронизана параллельно расположенными пластинками – ламеллами и дисками (тилакоидами). Диски (тилакоиды) собраны в стопки – граны. Отдельные граны соединены ламеллами в единую систему. Основная масса пигментов (хлорофилл и каротиноиды) расположена в мембранах гран.

Хлоропласт содержит до 75% воды, а также белки, липиды, нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), ферменты и красящие вещества – пигменты. Имеют четыре пигмента, из них два зеленые: хлорофилл a и хлорофилл b. Зеленые пигменты в хлоропластах являются преобладающими. Кроме двух зеленых пигментов, в хлоропластах имеются еще два пигмента – каротин (оранжево-красного цвета) и ксантофилл (желтого цвета). Эти пигменты являются высокомолекулярными углеводородами.

Для образования пигмента хлорофилла необходимы соответствующие условия. Этот пигмент образуется только на свету. Растения, выросшие в темноте, не имеют зеленой окраски. Это можно наблюдать на листьях петрушки, моркови и других растениях, проросших в темном погребе или в другом затемненном месте. Для образования хлорофилла необходимы соли железа и магния.

Хромопласты встречаются в корнях моркови, плодах (шиповник, рябина, перец) и цветках (календула, настурция) многих растений. Окраска хромопластов зависит от наличия в них двух пигментов – каротина (оранжево-красного цвета) и ксантофилла (желтого цвета). По форме хромопласты бывают в виде треугольников, шариков, палочек.

Лейкопласты представляют собой бесцветные пластиды и пигментов не содержат. Они состоят из белкового вещества, составляющего их основу. Белковая строма придает лейкопластам форму шаровидных, веретенообразных зернышек, концентрирующихся вокруг ядра. Лейкопласты, как и другие пластиды, находятся в цитоплазме, а также имеются в эпидерме, молодых волосках, подземных органах растений и в тканях зародыша семени. Лейкопласты способны удлиняться, растягиваться и в силу своего положения в запасающих тканях становятся запасающими пластидами – амилопластами. В них откладывается вторичный крахмал, который накапливается в клубнях, корнях, корневищах.

Функции:

1. Хлоропласты выполняют фотосинтезирующую функцию.

2. В лейкопластах накапливаются запасные питательные вещества: крахмал в амилопластах, жиры в элайопластах (липидопластах), белки в протеинопластах.

3. Хромопласты, за счет содержащихся в них пигментов-каротиноидов, окрашивают различные части растений – цветки, плоды, корнеплоды, осенние листья и др. Яркий окрас часто служит своеобразным сигналом для животных-опылителей и распространителей плодов и семян.

5.вакуоль представляет собой пространство, заполненное клеточным соком. По мере роста клетки в ней образуется клеточный сок. Он накапливается в каналах эндоплазматической сети в виде мельчайших капелек, которые затем сливаются и образуют пузыревидные вздутия – вакуоли. Старая клетка имеет обычно одну крупную вакуоль, которая может занимать до 90% цитоплазмы, отодвигая цитоплазму и ядро к какой-либо стенке.

Вакуоли отделены от цитоплазмы одинарной мембраной, сходной по толщине с плазмалеммой. Мембрана, ограничивающая центральные вакуоли, носит название тонопласта.

Клеточный сок образуется в результате обмена веществ в процессе жизнедеятельности всего растительного организма. Он является водным раствором различных органических и неорганических соединений. Основной частью клеточного сока является вода, ее содержание доходит до 70 и даже 95%. В растворенном состоянии находятся различные органические кислоты, сахара, соли, белки, дубильные вещества, гликозиды, алкалоиды, пигменты.

Функции:

1. поддержание тургорного давления клеток.

Растворенные в соке вакуолей молекулы определяют его осмотическую концентрацию. Соответствующая молекулярная концентрация сока вакуолей и полупроницаемые свойства как ее мембраны, тонопласта, так и плазмалеммы способствуют тому, что вакуоль функционирует в качестве осмометра и придает клетке необходимую прочность и тургисцентность (напряженность).

2. хранение веществ