Клітинні органоїди - Студопедія
Клітка
Жива речовина в організмі зустрічається у формі клітин та неклітинних структур.
Клітина (cell) - елементарна структурно-функціональна одиниця живого, що має всі ознаки організму: зростання, розмноження, обмін речовин, дратівливість.
Основні принципи побудови всіх клітин є єдиними. Всі багатоклітинні організми та більшість одноклітинних відносяться до еукаріотів eukaryotes – ядерних, тобто. які мають клітинне ядро. До групи прокаріотів – без'ядерних – входять головним чином бактерії.
Розглянемо будову еукаріотичної клітини. Кожна така клітина складається з цитоплазматичної мембрани, цитоплазми та ядра (cytoplasmic membrana, cytoplasm et nucleus) (рис. 1).
 | Мал. 1. Будова тваринної клітини:1-цитоплазматична мембрана; cytoplasmic mucosae2-гіалоплазма; hyaloplasm3-лізосома; lysosome4-ендоцитоз; endocytosis;5 -центріоль; centriole;6-екзоцитоз; exocytosis;7-секреторна гранула; secretoriorum granulum;8 - рибосоми; ribosomes9 -мітохондрія; mitochondrion;10 - апарат Гольджі; Golgi apparatus;11-ядро; nucleus;12-ядерце; nucleolus;13-цитоскелет; cytoskeleton;14—шорстка ендоплазматична мережа; aspera endoplasmic reticulum;15—гладка ендоплазматична мережа laevibus endoplasmic reticulum |
Цитоплазматична (плазматична) мембрана (cytoplasmic mucosae) товщиною 8-12 нм покриває клітину та відокремлює її від навколишнього середовища. Ця мембрана побудована із двох шарів ліпідів (lipids). Ліпіди –жироподібні речовини, основною властивістю яких є гідрофобність (водонепроникність). Основна функція мембрани - бар'єрна: вона не дає вмісту клітини розтікатися і перешкоджає проникненню в клітину небезпечних для неї речовин. У ліпіди занурені численні молекули білків. Одні з них знаходяться на зовнішній стороні мембрани, інші на внутрішній, а треті пронизують мембрану наскрізь. Мембранні білки також виконують низку найважливіших функцій. Деякі білки є рецепторами, з допомогою яких клітина відчуває різні на свою поверхню. Інші білки утворюють канали, якими здійснюється транспорт різних іонів в клітину і з неї. Треті білки є ферментами, які забезпечують процеси життєдіяльності у клітині. Харчові частки пройти через мембрану що неспроможні; вони проникають у клітину шляхом фагоцитозу (тверді частинки) або піноцитозу (рідкі частки). Загальна назва фаго- та піноцитозу – ендоцитоз. Існує і зворотний процес ендоцитозу – екзоцитоз. У ході екзоцитозу речовини, синтезовані у клітині (наприклад, гормони), упаковуються у мембранні бульбашки. Ці бульбашки потім підходять до клітинної мембрани, вбудовуються в неї і викидають свій вміст із клітини у міжклітинне середовище. Так само клітина може позбавлятися від непотрібних їй відходів обміну речовин.
цитоплазма, що знаходиться під мембраною, містить гіалоплазму (hyaloplasm), органоїди (organelles) і включення (inclusio). Гіалоплазма (цитозоль) - це основна напіврідка речовина (матрикс) цитоплазми, що поєднує всі клітинні структури і забезпечує їхню взаємодію. Тут протікає й низка біохімічних процесів (гліколіз, синтез деяких білків та ін.).
Органоїди – постійно присутні у клітині структури, виконують певні функції.Органоїди поділяються на мембранні (вони відмежовані від гіалоплазми мембранами, подібними до будови з цитоплазматичною) і немембранні (що не мають мембрани). До перших відносяться ядро, ендоплазматична мережа, апарат Гольджі, лізосоми, мітохондрії, до других – рибосоми, клітинний центр, цитоскелет. Включення – непостійні компоненти клітини, що виникають і зникають залежно від рівня обміну речовин, наприклад, гранули полісахаридів або крапельки жиру.
Ядро- найважливіша структура у клітинах еукаріотів. Форма ядер частіше округла, овальна або бобоподібна. Ядра деяких клітин мають вигляд кільця, прямих чи кілька зігнутих паличок. У клітинах крові (лейкоцитах) вони мають складну сегментацію.
Різні механічні дії можуть змінювати форму ядра. Наприклад, твердий клітинний центр викликає утворення вм'ятини, і ядро набуває підковоподібної форми. Скорочення чи розтягнення клітини також відбивається на формі ядра. На формі деяких клітин (лейкоцити) позначається вік клітин.
Ядро здійснює зберігання, реалізацію та передачу спадкової інформації. Воно складається з ядерної оболонки, ядерного матриксу (нуклеоплазми), хроматину та ядерця (одного або кількох).
Ядерна оболонка складається з двох мембран. Зовнішня мембрана деяких ділянках перетворюється на канали ендоплазматичної мережі. У ядерній оболонці є безліч пір діаметром близько 90 нм., якими з ядра в цитоплазму виходять молекули РНК, а ядро з цитоплазми проникають ферменти, молекули АТФ, неорганічних іонів тощо.
Вміст ядра є гелеподібний матрикс, званий ядерним матриксом (нуклеоплазмою), в якому розташовуються хроматин і одне або кілька ядерців. Ядерний матрикс містить примембранні та міжхроматинові білки, білки-ферменти, РНК, ділянки ДНК, а також різні іони та нуклеотиди.
Хроматин (Chromatin) на забарвлених препаратах клітини є мережею тонких тяжів (фібрил fibrillis), дрібних гранул або глибок. Основу хроматину становлять нуклеопротеїни (nucleoprotein) – довгі ниткоподібні молекули ДНК (близько 40%), з'єднані зі специфічними білками – гістонами histones (40%). До складу хроматину входять також РНК, кислі білки, ліпіди та мінеральні речовини (іони Са2- та Mg2+), а також фермент ДНК-полімераза, необхідний для реплікації ДНК. У процесі поділу ядра нуклеопротеїни спіралізуються, коротшають, у результаті ущільнюються і формуються в компактні паличкоподібні хромосоми, які стають помітними при спостереженні світловий мікроскоп.
Ядро - це округлі, сильно ущільнені, не обмежені мембраною ділянки клітинного ядра діаметром 1-2 мкм і більше. Форма, розміри і кількість ядерців залежать від функціонального стану ядра: чим більше ядерце, тим вища його активність.
До складу ядерців входить близько 80% білка, 10-15% РНК, 2-12% ДНК. Під час поділу ядра ядерця руйнуються. Наприкінці поділу клітини ядерця знову формуються навколо певних ділянок хромосом, які називаються ядерцевими організаторами. У ядерцевих організаторах локалізовані гени рибосомної РНК. Тут відбувається синтез рибосомних РНК, поєднання їх з білками, що веде до утворення субодиниць рибосом. Останні через пори ядерної оболонці переходять у цитоплазму. Таким чином, ядерце є місцем синтезу рРНК і самоскладання рибосом.
Ендоплазматична мережа (endoplasmic reticulum ЕПС), або ендоплазматичний ретикулум (ЕПР), є системою трубочок і порожнин, що пронизують всю цитоплазму клітини. Розрізняють гладку (агранулярну) ташорстку (гранулярну) ЕПС. На шорсткої ЕПС розташована безліч рибосом. Тут синтезується більшість білків. На поверхні гладкої ЕПС йде синтез вуглеводів та ліпідів. Усередині її порожнин накопичуються іони кальцію - важливі регулятори всіх функцій клітин та цілого організму. Речовини, синтезовані на мембранах ЕПС, переносяться всередину трубочок ретикулуму і ними транспортуються до місць зберігання або використання біохімічних реакціях.
Апарат (комплекс) Гольджі (Apparatum (complexu) Golgi) - це система цистерн, в яких накопичуються речовини, синтезовані клітиною. Тут же ці речовини зазнають подальших біохімічних перетворень, упаковуються в мембранні бульбашки і переносяться в ті місця цитоплазми, де вони необхідні, або транспортуються до клітинної мембрани і шляхом екзоцитозу виводяться за межі клітини.
Лізосоми Lysosomes - це маленькі мембранні бульбашки, що містять до 50 різних видів травних ферментів, здатних розщеплювати білки, вуглеводи, ліпіди, нуклеїнові кислоти. Формуються лізосоми в комплексі Гольджі, де модифікуються та накопичуються травні ферменти. Лізосоми та їх ферменти використовуються клітиною також у випадках, коли необхідно замінити пошкоджені ділянки клітини. При цьому пошкоджена ділянка оточується з усіх боків мембраною, а потім із цією мембраною зливається лізосома. Таким чином, ферменти проникають всередину ізольованої ділянки і руйнують її, щоб на його місці могла бути побудована нова. Цей процес отримав назву аутофагії autophagy.
Мітохондрії Mitochondria - це органоїди клітини, що беруть участь у процесі клітинного дихання та запасають для клітини енергію. Кількість мітохондрій у клітині варіює від одиниць (сперматозоїди) до тисяч. Особливо багато мітохондрій утих клітинах, які потребують великої кількості енергії (клітини печінки, м'язові клітини).
Мітохондрії на відміну інших органоїдів клітини мають власну генетичну систему, що забезпечує їх самовідтворення. У мітохондріях є власна ДНК, РНК та спеціальні рибосоми. Якщо клітина має розподіл або вона інтенсивно витрачає енергію, мітохондрії починають ділитися і їх кількість зростає. Якщо ж потреба в енергії знижена, то кількість мітохондрій у клітинах помітно зменшується.
Рибосоми Ribosomes - дуже дрібні органоїди, необхідні синтезу білка. У клітці їх налічується кілька мільйонів. Рибосоми складаються з білка та рРНК, формуються в ядрі в області ядерця і через ядерні пори виходять у цитоплазму. Рибосоми можуть перебувати в цитоплазмі у зваженому стані, але частіше вони розташовуються групами на поверхні ендоплазматичної мережі.
У всіх еукаріотів в цитоплазмі є складна опорна система - цитоскелет cytoskeleton. Він складається в основному з мікротрубочок microtubules і мікрофіламентів microfilaments.
Мікротрубочки пронизують всю цитоплазму і є порожнистими трубками діаметром 20 - 30 нм. Їхні стінки утворені спірально закрученими нитками, побудованими з білка тубуліна. Мікротрубочки міцні та утворюють опорну основу цитоскелета. Крім механічної мікротрубочки виконують транспортну функцію, беручи участь у переносі по цитоплазмі різних речовин. Мікрофіламенти – білкові нитки діаметром близько 4 нм. Їхня основа — білок актин. Мікрофіламенти розташовуються поблизу плазматичної мембрани і здатні змінювати її форму, що дуже важливо для процесів фагоцитозу фагоцитозу та піноцитозу pinocytosis.
Клітинний центр (центросома centrosome) розташований у цитоплазмі поблизу ядра. Він утворений двомацентріолями centrioles - циліндрами, розташованими перпендикулярно один до одного і що складаються з мікротрубочок, і мікротрубочками, що розходяться від центріолей. Клітинний центр відіграє важливу роль у розподілі клітини.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: