10

• Поверхностный аппарат клетки

• ЖИДКОМАЗАИЧНАЯ МОДЕЛЬ строения мембраны – 1972г (НП)– Николсон, Сингер

• Особенности:

1. Все молекулы в составе П.М. подвижны

2. Белки не покрывают липидные белки сплошным слоем, в вкраплены (встроены) в липидный уровень мозаично (в виде мозаики)

Поверхностный аппарат клетки

Основная часть поверхностного аппарата клетки - плазматическая мембрана. Клеточные мембраны — важнейший компонент живого содержимого клетки — построены по общему принципу. Согласно жидкостно-мозаичной модели, предложенной в 1972 г. Николсоном и Сингером, в состав мембран входит бимолекулярный слой липидов, в который включены молекулы белков

Липиды — это водонерастворимые вещества, молекулы которых имеют два полюса, или два конца. Один конец молекулы обладает гидрофильными свойствами, его называют полярным. Другой полюс гидрофобный, или неполярный.

В биологической мембране молекулы липидов двух параллельных слоев обращены друг к другу неполярными концами, а их полярные полюса остаются снаружи, образуя гидрофильные поверхности.

Кроме липидов, в состав мембраны входят белки. Их можно разделить на три группы: периферические, погруженные (полуинтегральные) и пронизывающие (интегральные). Большинство белков мембраны является ферментами. Полуинтегральные белки образуют на мембране биохимический «конвейер», на котором в определенной последовательности осуществляется превращение веществ.

Положение погруженных белков в мембране стабилизируется периферическими белками. Интегральные белки обеспечивают передачу информации в двух направлениях: через мембрану в сторону клетки и обратно. Интегральные белки бывают двух типов:

переносчики и каналообразующие. Последние выстилают пору, заполненную водой. Через нее осуществляется прохождение ряда растворенных неорганических веществ с одной стороны мембраны на другую.

БЕЛКИ : ЛИПИДЫ = 1 : 50

Плазматическая мембрана, или плазмалемма, ограничивает клетку снаружи, выполняя роль механического барьера. Через нее происходит транспорт веществ внутрь клетки и наружу. Мембрана обладает свойством полупроницаемости. Молекулы проходят через нее с различной скоростью: чем больше размер молекул, тем меньше скорость прохождения их через мембрану.

• ГЛИКОКАЛИКС

- Структура, расположенная с верхней стороны мембраны всех живых клеток, образованная углеводными частями молекул гликолипидов и гликопротеидов.

На внешней поверхности плазматической мембраны в животной клетке белковые и липидные молекулы связаны с углеводными цепями, образуя гликокаликс. Углеводные цепи выполняют роль рецепторов. Благодаря им осуществляется межклеточное узнавание. Клетка приобретает способность специфически реагировать на воздействия извне.

Под плазматической мембраной со стороны цитоплазмы имеются кортикальный слой и внутриклеточные фибриллярные структуры, обеспечивающие механическую устойчивость плазматической мембраны

КОРТИКАЛЬНЫЙ СЛОЙ

Расположен под П.М.

В нем находятся специфические белки:

Актиновые нити

Изменяют формы клетки: клетки крови, амебы

Разделение клетки при митозе

Белок клатрин

Обеспечивает процессы эндо- и экзоцитоза (транспорт веществ через П.М)

ТРАНСПОРТ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ

Эндоцитоз

Вещества, макромолекулы

Внутрь клетки в специальных пузырьках

Экзоцитоз

Процесс выделения клеткой специальных веществ

Характерен для клеток желёз (вырабатывающих ферменты), например, клетки поджелудочной железы

За счет способности белка клатрина полимеризоваться и деполимеризоваться, т.к. части молекул находятся под углом друг к другу

Мембрана прогибается – и образуется пузырёк

Свойства мембраны:

Замкнутость (мембрана образует замкнутые пространства – компартменты)

Асимметричность (внутренняя и наружная мембраны функционируют по-разному)

Избирательная проницаемость!

Функции мембраны:

1. Отграничивающая (отграничивает внутренне содержимое клетки или мембранного компонента от внешней среды)

2. Защитная

3. Соединительная

4. Ферментативная активность

5. Сигнальная

6. Транспортная

ЦИТОПЛАЗМА

Расположена под Ц.М.

Цитоплазма — внутреннее содержимое клетки, состоит из основного вещества (гиалоплазмы), органелл и включений

ГИАЛОПЛАЗМА -

Гиалоплазма (основная плазма, матрикс цитоплазмы или цитозоль) -основное вещество цитоплазмы, заполняющее пространство между клеточными органеллами.

Гиалоплазма содержит около 90% воды и различные белки, аминокислоты, нуклеотиды, жирные кислоты, ионы неорганических соединений, другие вещества. Крупные молекулы белка образуют коллоидный раствор, который может переходить из золя (невязкое состояние) в гель (вязкий). В гиалоплазме протекают ферментативные реакции, метаболические процессы (гликолиз), синтез аминокислот, жирных кислот. На рибосомах, свободно лежащих в цитоплазме, происходит синтез белков.

Гиалоплазма содержит множество белковых филаментов (нитей), пронизывающих цитоплазму и образующих цитоскелет. В клетках животных организатором цитоскелета является область, расположенная рядом с ядром, содержащая пору центриолей

Цитоскелет определяет форму клеток, обеспечивает движение цитоплазмы, называемое циклозом.

ЦИКЛОЗ

Осуществляется за счет:

Изменения агрегатного состояния (перехода из золя в гель и обратно)

Цитоскелета (микротрубочки обеспечивают движение хромосом во время деления)

Происходит с затратой энергии и зависит от состояния внутренней среды клетки (температура, например)

ВКЛЮЧЕНИЯ

Непостоянные компоненты

Могут быть:

• Трофическими (запасные питательные вещества)

• Секреторными (в больших количествах содержаться в клетках железистого эпителия

• Специализированными (например, гемоглобин в эритроцитах)

ОРГАНЕЛЛЫ

Постоянные субклеточные структуры, выполняющие определенные функции.

Выделяют органеллы ОБЩЕГО и СПЕЦИАЛЬНОГО значения

Специального значения

Содержаться в клетках с узкой специализацией

К ним относятся

• органеллы движения (жгутики, реснички, миофибриллы)

• Нейрофибриллы нервных клеток

Общего значения

Могут быть мембранными и немебранными

НЕМЕМБРАННЫЕ КОМПОНЕНТЫ

1. Рибосомы – тельца грибовидной формы. Содержаться на мембранах эпс, в митохондриях. 20-30 нм.

Выделяют цитоплазматические (свободные) рибосомы и связанные с ГрЭР. Свободные не связаны с мембранами и отвечают за синтез белков для собственных нужд клетки. Связанные - синтезируют белки, выводящиеся из клетки (например, клетки поджелудочной железы)

Работающая рибосомы состоит из двух неравных субъединиц – большой и малой. Конфигурация субъединиц весьма сложна. Малая субъединица изогнута в виде телефонной трубки, а больная напоминает ковш.

Рибосомы клеток эукариот имеют коэффициент седиментации 80S.

В состав цитоплазматических рибосом эукариотической клетки входит 4 молекулы рРНК (из них три в большой субъединице). Синтезируется рРНК в ядрышке и соединяется с белками в области ядерных пор, где превращается в рибосомальные субъединицы.

Неработающая хромосома представлена разъединенными субъединицами (диссоциация субъединиц).

Функция - участие в биосинтезе белка.

2. Клеточный центр (центросома). Флемминг, 1875г

Состоит из двух центриолей, соединенных перемычкой – центродесмосомой.

Центриоли – цилиндры, стенки которого состоят из 9 триплетов микротрубочек. В центре микротрубочек нет!

Системы микротрубочек и центриоли обычно описывают формулой (9*3+0), подчеркивая отсутствие микротрубочек в ее центральной части. Между собой триплеты соединены специальными белками.

В молодых клетках (после митоза) –центриоли взаимоперпендикулярны. Перед репликацией (удвоение ДНК) – удвоение центриоли (каждая центриоль образует дочернюю) – было 2, стало 4.

Центросфера – особая цитоплазматическая зона. В нее входят сателлиты (округлые тельца) – «спутники» и другие дополнительные структуры..

Функции клеточного центра: Образование

1. веретена деления,

2. Цитоскелета – функции: каркасная и транспортная – перемещение митохондрий, рибосом и пузырьков,

3. Жгутиков (9*2+2) и ресничек – органоидов движения.

Мембранные компоненты делят на одномембранные и двумембранные.

Одномембранные компоненты представляют собой систему полостей, каналов, трубочек, цистерн и пузырьков, тесно взаимосвязанных. Систему одномембранных компонентов часто называют вакуолярной.

Вакуолярную систему образуют:

1. Эндоплазматическая сеть (ретикулум) – ЭПР/ЭПС. 1945г, Портер

Система полостей, каналов, трубочек, пузырьков.

Единая складчатая полость, стенки которой образуют многочисленные складки.

Мембраны ЭПР переходят во внешнюю мембрану ядра – простота обмена!

Различают

• гранулярную ЭПР (шероховатая) – синтез белка и их посттрансляционные изменения (изменения белка после его синтеза) – цистерны и каналы связаны с рибосомами

• гладкую (агранулярная) ЭПР – связь с рибосомами отсутствует.

Функции ГлЭР:

• синтез липидов (завершается)

• синтез некоторых полисахаридов (стероидные гормоны – хорошо развита ГлЭР в клетках коры надпочечников)

• детоксикация (разрушение токсинов) – хорошо развита в печени.

Особый вид ГлЭР – саркоплазматический ретикулум ( в мышечных волокнах) – депонирование(запасание) и выделение ионов кальция - обеспечение мышечного сокращения.

Таким образом, гладкая ЭПС синтезирует УВ и липиды, гранулярная – белки. Синтезированные вещества накапливаются в полостях ЭПС и транспортируются в любое место клетки.