Тема 5. Функция внутриклеточных органелл.

Цель: изучить функции эукариотической клетки

Основные вопросы темы:

1. Компоненты цитоплазмы

2. Функции интерфазного ядра.

3. Ядерно-поровые комплексы, их строение и функции.

4.Органоиды общего назначения (митохондрии, лизосомы, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, пероксисомы, рибосомы, центриоли), их функции.

5. Автофагия и автолиз

Информационный блок

Цитоплазма. Отграниченная от внешней среды плазматической мембраной, цитоплазма представляет собой внутреннюю полужидкую среду клеток. В цитоплазму эукариотических клеток располагаются ядро и различные органоиды. Ядро располагается в центральной части цитоплазмы. Перемещение молекул из ядра и в него происходит путем активного транспорта, пассивной диффузии или путем специальной ядерной локализации, которая идет посредством сигнальной последовательности определенных белков. Пассивная диффузия и активный транспорт происходят через ядерный поровый комплекс.

В цитоплазме сосредоточены и разнообразные включения - продукты клеточной деятельности, вакуоли, а также мельчайшие трубочки и нити, образующие скелет клетки. В составе основного вещества цитоплазмы преобладают белки. В цитоплазме протекают основные процессы обмена веществ, она объединяет в одно целое ядро и все органоиды, обеспечивает их взаимодействие, деятельность клетки как единой целостной живой системы.

Эндоплазматическая сеть. Вся внутренняя зона цитоплазмы заполнена многочисленными мелкими каналами и полостями, стенки которых пред-ставляют собой мембраны, сходные по своей структуре с плазматической мембраной. Эти каналы ветвятся, соединяются друг с другом и образуют сеть, получившую название эндоплазматической сети.

Эндоплазматическая сеть неоднородна по своему строению. Известны два ее типа - гранулярная и гладкая. На мембранах каналов и полостей гранулярной сети располагается множество мелких округлых телец - рибосом, которые придают мембранам шероховатый вид. Мембраны гладкой эндоплазматической сети не несут рибосом на своей поверхности.

Эндоплазматическая сеть выполняет много разнообразных функций. Основная функция гранулярной эндоплазматической сети - участие в синтезе белка, который осуществляется в рибосомах.

На мембранах гладкой эндоплазматической сети происходит синтез липидов и углеводов. Все эти продукты синтеза накапливаются н каналах и полостях, а затем транспортируются к различным органоидам клетки, где потребляются или накапливаются в цитоплазме в качестве клеточных включений. Эндоплазматическая сеть связывает между собой основные органоиды клетки.

Рибосомы. Рибосомы обнаружены в клетках всех организмов. Это микроскопические тельца округлой формы диаметром 15-20 нм. Каждая рибосома состоит из двух неодинаковых по размерам частиц, малой и большой.

В одной клетке содержится много тысяч рибосом, они располагаются либо на мембранах гранулярной эндоплазматической сети, либо свободно лежат в цитоплазме. В состав рибосом входят белки и РНК. Функция рибосом - это синтез белка. Синтез белка - сложный процесс, который осуществляется не одной рибосомой, а целой группой, включающей до нескольких десятков объединенных рибосом. Такую группу рибосом называют полисомой. Синтезированные белки сначала накапливаются в каналах и полостях эндоплазматической сети, а затем транспортируются к органоидам и участкам клетки, где они потребляютя. Эндоплазматическая сеть и рибосомы, расположенные на ее мембранах, представляют собой единый аппарат биосинтеза и транспортировки белков.

Митохондрии хорошо видны в световой микроскоп, с помощью которого можно рассмотреть их форму, расположение, сосчитать количество. Внутреннее строение митохондрий изучено с помощью электронного мик-роскопа. Оболочка митохондрии состоит из двух мембран - наружной и внутренней. Наружная мембрана гладкая, она не образует никаких складок и выростов. Внутренняя мембрана, напротив, образует многочисленные складки, которые направлены в полость митохондрии. Складки внутренней мембраны называют кристами (лат. «криста» - гребень, вырост) Число крист неодинаково в митохондриях разных клеток. Их может быть от нескольких десятков до нескольких сотен, причем особенно много крист в митохондриях активно функционирующих клеток, например мышечных. . Эти складки значительно увеличивают площадь поверхности митохондрий. Многие ферментативные реакции происходят более эффективно, если ферменты связаны с миоохондриальной поверхностью, что и обеспечивают кристы.

АТФ синтезируется в митохондриях клеток всех организмов и представляет собой универсальный источник энергии, необходимый для осуществления процессов жизнедеятельности клетки и целого организма. Этот процесс требует участия многих ферментов, большинство из которых поступает из цитозоля. В отличие от других орагнелл клетки, митохондрии обладают собственной ДНК, которая отличается от ядерной ДНК и кодирует особые митохондриальные гены.

Новые митохондрии образуются делением уже существующих в клетке митохондрий.

Найденные в большинстве эукариотических клеток пероксисомы- одиночные органеллы, окруженные мембраной. Они служат основным местом использования кислорода, и этим схожи с митохондриями. При поперечном разрезе пероксисомы имеют круглую форму, но при серийных срезах видно разветвленное строение.

Фермент каталаза, находящаяся в пероксисомах в больших концентрациях, расщепляет пероксид водорода (Н2О2) на кислород и воду. Этот тип окислительных реакций особенно важен для клеток печени и почек, в которых происходит огромное число реакций детоксикации. Например, пероксисомы в гепатоцитах обезвреживают поглощенный алкоголь, превращая его в уксусный альдегид.

Самостоятельная работа студентов:

Раб.1. Заполнить в альбоме таблицу «Главные органоиды. Строение Функции».

Для этого подобрать соответствующие строению органелл их функции заполнить 3 колонки таблици:

Главные органоиды	Строение	Функции

Органоиды

1. Цитоплазма Внутренняя полужидкая среда мелкозернистой структуры. Содержит ядро и органоиды.

2. ЭПС Система мембран в цитоплазме, образующая каналы и более крупные полости.

3. Рибосомы Мельчайшие клеточные органоиды. Осуществляет синтез белковых молекул, их сбору из аминокислот.

4. Митохондрии Имеют сферическую, нитевидную, овальную и др. формы. Внутри митохондрии находятся складки (дл. от 0,8 до 7 мк).

5. Хлоропласты Имеет форму дисков, отграниченных от цитоплазмы двойной мембраной.

6. Комплекс Гольджи Состоит из крупных полостей и системы, отходящих от них трубочек, образующих сеть, от которой постоянно отделяются крупные и мелкие пузырьки.

7. Лизосомы Небольшие округлые тельца (диам. 1 мк)

8. Клеточный центр Состоит из двух маленьких телец – центриолей и центросферы – уплотненного участка цитоплазмы.

9. Органоиды движения клеток:

1. Реснички, жгутики имеют одинаковое ультратонкое строение.

2. Миофибриллы состоят из чередующихся темных и светлых участков.

3. Псевдоподии.

Функции:

Используют световую энергию солнца и создают органические вещества из неорганических.

Выполняет транспортную функцию.

Обеспечивает взаимодействие ядра и органоидов.

Способствует переносу и циркуляции питательных веществ в клетке.

Обеспечивает клетку энергией. Энергия освобождается при распадении АТФ.

За счет их происходит сокращение мышц.

Принимает продукты синтетической деятельности клетки и веществ, поступивших в клетку из внешней среды (белки, жиры, полисахариты).

Синтез АТФ.

Передвижение за счет сокращения особого сократительного белка

Осуществляет реакции, связанные с синтезом белков, углеводов, жиров.

Выполняют пищеварительную функцию.

Играет важную роль при делении клеток.

Участвует в образовании веретена деления. Выполняют функцию движения.

1.Центром организации микротрубочек является:

-реснички;

-центросома;

- центриоли;

- микроворсинки;

- аппарат Гольджи.

?

2.Ключевым компонентом мышечного сокращения является:

- коллаген;

- миозин;

- эластин;

- кератин;

- тубулин.

?

3.Что составляет скелет цитозоля:

- гиалоплазма;

- ЭПС;

- аппарат Гольджи;

-промежуточные филаменты;

- эктоплазма.

?

4.Внутреннее содержимое ядра называется:

- макронуклеус;

- микронуклеус;

-нуклеоплазма;

- кариолемма;

-перинуклеарное пространство.

?

5.Эндоплазматический ретикулум представляет:

- сложную сеть мембран в виде уплощенных цистерн;

- стопку уплощенных мембран цистерн связанных с системой пузырьков;

- цилиндры, окруженные двумя мембранами;

- тонкие трубочки из белка тубулина;

- мембранные мешочки, наполненные гидролитическими ферментами.

?

6.Органеллы, состоящие из белка и РНК, представленные двумя субъединицами:

- митохондрии;

- лизосомы;

- аппарат Гольджи;

-рибосомы;

-ядро.

?

7.Какой органоид представлен сложной сетью мембран в виде уплощенных цистерн:

- лизосомы;

-эндоплазматический ретикулум;

- рибосомы;

- ядро;

- клеточный центр.

?

8.Где локализуются включения:

- в митохондриях;

-в цитоплазме;

- на ЭПС;

- в пластидах;

- в лизосомах.

?

9.Органоиды, окруженные одной мембраной – это:

- ядро;

- пластиды;

- митохондрии;

-лизосомы;

- рибосомы.

?

10.Какова функция комплекса Гольджи:

- участие в синтезе ДНК;

- образование субъединиц рибосом;

-участие в синтезе белка;

- синтез АТФ;

-образование лизосом.

?

11.Укажите функцию ламины:

- поддержание строго определенной формы ядра;

- сборка рибосом;

- передача наследственной информации;

- образование хромосом;

- синтез белка.

?

12.В каком компартменте клетки протекает третий этап диссимиляции:

- цитоплазме;

-в митохондриях;

- в пластидах;

- на ЭПС;

- на рибосомах.

?

13.В образовании лизосом участвуют:

- митохондрии;

- аппарат Гольджи;

- ядро;

- ЭПС;

- клеточный центр.

?

14.Укажите функцию пероксисом:

- участие в движении;

- образует цитоскелет;

-разлагает перекись водорода;

- транспорт веществ;

- образование лизосом.

?

15.Вторичные лизосомы возникают:

- при отпочковывании от комплекса Гольджи;

+при слиянии первичных лизосом с субстратом, окруженным замкнутой мембраной;

- в результате процессинга в комплексе Гольджи;

- при автолизе клетки;

- при образовании новых цистерн в аппарате Гольджи.