12 Компартментализация цитоплазмы и её биологическое значение

Цитоплазма — сложная многокомпонентная, пластичная, дифференцированная система, включающая ряд мембранных и немембранных структур. Именно в цитоплазме протекают основные процессы метаболизма. С помощью центрифугирования цитоплазму можно разделить на две примерно равные части. Все органоиды, как более тяжелые, окажутся в осадке.

ЦИТОПЛА́ЗМА, внеядерная часть протоплазмы клетки, то есть внутреннее содержимое клетки без ядра; состоит из гиалоплазмы, в которой содержатся органоиды. Термин «цитоплазма» был предложен Э. Страсбургером (1882). Экспериментально можно получить живые безъядерные клетки-цитопласты, которые в течение 1—3 суток могут синтезировать белки, липиды, АТФ . Затем они, конечно, погибают из-за невозможности синтеза новых РНК  в отсутствии ядра.  Объем цитоплазмы у разных клеток неодинаков: в лимфоцитах он примерно равен объему ядра, а в клетках печени цитоплазма составляет 94% общего объема клетки. Формально в цитоплазме различают три части: органеллы, включения и гиалоплазма.

Органеллы — обязательные для любой клетки компоненты, без которых клетка не может поддерживать свое существование.

Включения встречаются не всегда и представляют собой отложения запасных веществ (гликоген, желток) или скопления продуктов метаболизма (пигменты, кристаллы солей в растениях).  Гиалоплазма — основная плазма, цитозоль, истинная внутренняя среда клетки. Состав гиалоплазмы весьма сложен, а консистенция приближается к гелю. Функциональное значение цитоплазмы велико. В гиалоплазме, кроме различных ионов неорганических соединений, содержатся ферменты, участвующие в синтезе аминокислот, нуклеотидов, жирных кислот, сахаров. На рибосомах и полирибосомах, сидящих на мембранах, синтезируются разнообразные белки, обеспечивающие клеточный метаболизм.

Принцип компартментализации клеток эукариот постулирует о том, что биохимические процессы в клетке локализованы в определённых отсеках, покрытых оболочкой из бислоялипидов. Большинство органоидов в эукариотической клетке являются компартментами — митохондрии, хлоропласты, пероксисомы, лизосомы, эндоплазматический ретикулум, ядро клетки и аппарат Гольджи.

13Мембранный принцип строения внутриклеточных структур

При изучении различных клеток животных, растений и бактерии всегда обнаруживается, что клеточные органоиды имеют в основе своей мем­бранные структуры. Они характерны для зндоплазматической сети, ком­плекса Гольджи, оболочек и крист митохондрий, пластид, ядерной обо­лочки и клеточной мембраны. По современным представлениям эле­ментарная мембрана является универсальной структурной единицей клеточных органоидов. Как показали химические исследова­ния, рентгеноструктурный анализ, а также изучение клеток с помощью электронного микроскопа, элементарная мембрана состоит из трех слоев. Оба наружных слоя состоят из плотно прилегающих друг к другу, лежащих в один ряд бел­ковых молекул, часть которых обладает ферментативными свойствами. Средний слой составляют два ряда липидных молекул. Каждая молеку­ла липида имеет две части: водорастворимую конневую группу (глице­рин и фосфатная группа) и водонерастворимую концевую группу (жир­ные кислоты). В клеточных мембранах липидные молекулы располага­ются воднонерастворимыми концами друг к другу, а водорастворимым; концами направлены наружу, к белковым слоям.

14общие органоиды клеток. Дать определение и перечислить.

постоянные специализированные структуры в клетках живых организмов

15специальные органоиды клеток.

Специальные органеллы, имеющиеся в цитоплазме только определенных клеток и выполняющие специфические функции этих клеток, делятся на:

цитоплазматические:

• миофибриллы,

• нейрофибриллы,

• тонофибриллы;

органеллы клеточной поверхности:

• реснички,

• жгутики.

16органоиды, присущие только растительным клеткам. Их строение и функции.

В цитоплазме растительной Клетка имеются специальные органоиды — пластиды; лейкопласты (в них часто откладывается крахмал), хлоропласты(содержат преимущественно хлорофилл и осуществляют фотосинтез) и хромопласты (содержат пигменты из группы каротиноидов). Пластиды, как и митохондрии, способны к самовоспроизведению.

17эндоплазматический ретикулум, его строение и функции.

Эндоплазматический ретикулум (ЭПР) или эндоплазматическая сеть (ЭПС) — внутриклеточный органоид эукариотической клетки, представляющий собой разветвлённую систему из окружённых мембраной уплощённых полостей, пузырьков и канальцев.

Эндоплазматический ретикулум состоит из разветвлённой сети трубочек и карманов, окружённых мембраной. Площадь мембран эндоплазматического ретикулума составляет более половины общей площади всех мембран клетки.

Мембрана ЭПР морфологически идентична оболочке клеточного ядра и составляет с ней одно целое. Таким образом, полости эндоплазматического ретикулума открываются в межмембранную полость ядерной оболочки. Мембраны ЭПС обеспечивают активный транспорт ряда элементов против градиента концентрации. Нити, образующие эндоплазматический ретикулум, имеют в поперечнике 0,05—0,1 мкм толщина двухслойных мембран, образующих стенку канальцев, составляет около 5нм. Эти структуры содержат ненасыщенные фосфолипиды, а также некоторое количество холестерина и сфинголипидов. В их состав также входят белки.

Трубочки, диаметр которых колеблется в пределах 0,1—0,3 мкм, заполнены гомогенным содержимым. Их функция — осуществление коммуникации между содержимым пузырьков ЭПС, внешней средой и ядром клетки.

Эндоплазматический ретикулум не является стабильной структурой и подвержен частым изменениям.

Выделяют два вида ЭПР:

• гранулярный эндоплазматический ретикулум;

• агранулярный (гладкий) эндоплазматический ретикулум.

На поверхности гранулярного эндоплазматического ретикулума находится большое количество рибосом, которые отсутствуют на поверхности агранулярного ЭПР.

Гранулярный и агранулярный эндоплазматический ретикулум выполняют различные функции в клетке.