Рибосомы (Дж.Паладе, 1955).
Эндоплазматическая сеть (К.Портер, 1945).
ЭПС представляет собой сеть из пузырьков, каналов, цистерн, густо оплетающих центральную часть цитоплазмы (эндоплазму) и занимающих 50-70 % ее объема.
Рис.1. Строение гранулярной эндоплазматической сети. А — схема; 1 — рибосомы; 2 — пластинки; 3 — внутренние полости цистерн; 4 — отщепляющиеся мембранные пузырьки, лишенные рибосом.
Различают два вида ЭПС: гранулярную (зернистую, шероховатую) и агранулярную (гладкую). На мембранах гранулярной сети расположены рибосомы, на гладкой их нет.
Основными функциями ЭПС являются: синтетическая – на гранулярной – синтез белка в рибосомах, на гладкой – углеводов и липидов; транспортная – синтезированные вещества перемещаются по каналам ЭПС внутри клетки и за её пределы.
Типы ЭПС
| Шероховатая (гранулярная) ЭПС | Гладкая (агранулярная) ЭПС |
| В структуре преобладают цистерны, несущие на мембране гранулы. | Преобладают каналы и пузырьки, просвет которых отграничен от цитоплазмы одной мембраной, на которой гранулы отсутствуют. |
| Гранулы – рибосомы | Рибосомы отсутствуют, в мембрану встроены ферменты по принципу каталитического конвейера. |
| Функции: 1) синтез белков – в отличие от свободных рибосом цитоплазмы, которые синтезируют белки для «домашнего» пользования, на гранулярной ЭПС происходит синтез «экспортируемых» белков клетки и их сегрегация; 2) синтез ферментов для внутриклеточного пищеварения; 3) синтез структурных белков клеточных мембран; 4) транспортная; 5) компартментализация | Функции: 1) синтез липидов (главным образом, предшественников стероидов); 2)синтез углеводов (олигосахаридов); 3)образование пероксисом, вакуолей растительных клеток; 4) детоксикация вредных веществ (например, барбитураты, аспирин и др. в гладкой ЭПС клеток печени); 5) депонирование ионов кальция (Ca2+) в саркоплазматическом ретикулуме поперечнополосатых мышц; 6) транспортная; 7) компартментализация |
Рибосомы (Дж.Паладе, 1955).
Химическая природа: РНП= р-РНК+белок. На долю рибосом приходится 85% РНК, представленной в клетке.
Форма: рибосома имеет грибовидную форму, так как состоит из двух субъединиц: большой и малой, между ними располагается функциональный центр рибосомы (ФЦР), в котором во время биосинтеза белка (период трансляции) располагается и-РНК двумя своими триплетами и работает ферментативный комплекс, обеспечивающий сборку белковой молекулы из аминокислот.
|
Место образования: образование субъединиц рибосом происходит в ядрышках ядра. Сборка субъединиц в целостную рибосому осуществляется в цитоплазме при достижении концентрации ионов магния (Mg2+) 0.001М, если указанная концентрация уменьшается, происходит диссоциация субъединиц. Когда концентрация Mg2+ увеличивается в десять раз, достигая значения 0.01М, две рибосомы взаимодействуют друг с другом, образуя димер.
Локализация в клетке: рибосомы располагаются свободно в гиалоплазме, на мембране гранулярной ЭПС и в матриксе митохондрий.
Функция: синтез белка в клетке – это «фабрики по производству белка».
В процессе биосинтеза белка несколько рибосом (от 5 до 70) прикрепляются к и-РНК наподобие «нитки бус». Эта структура называется полирибосомой или полисомой, благодаря ей процесс сборки полипептидной цепи ускоряется во много раз.
3. Органеллы цитоплазмы: понятие, классификация. Структурно-функциональная характеристика органелл, участвующих во внутриклеточном пищеварении, защитных и обезвреживающих реакциях.
Органеллы цитоплазмы: понятие, классификация. Cм. 2 вопрос
Структурно-функциональная характеристика органелл, участ-
вующих во внутриклеточном расщеплении, защитных и обезвреживаю-
щих реакциях
К ним относятся лизосомы и пероксисомы (в ЭПС агранулярного типа про-исходит обезвреживание токсинов и лекарственных веществ)
Лизосомы (Де Дюв, 1949)
Форма: сферическая. Размеры: 0,2 – 1,0 мкм.
Структура: лизосома представляет собой пузырек, отграниченный от цитоплазмы однослойной мембраной, который несет более 60 протеолитических ферментов (20% из них сосредоточены на мембране лизосом, 80% – внутри).
Типы: 1) первичные лизосомы; 2) вторичные лизосомы (пищеварительные вакуоли); 3) остаточные тельца (телолизосомы).
Первичные лизосомы – это пузырьки d=100 нм, отшнуровавшиеся от комплекса Гольджи и содержащие протеолитические ферменты (гидролазы). В дальнейшем, когда первичная лизосома сливается с фагосомой (пиносомой) – вакуолью, содержащей субстрат, она становится вторичной лизосомой. Внутри пищеварительной вакуоли происходит внутриклеточное переваривание. Судьба поглощенных биогенных веществ заключается в их расщеплении гидролазами до мономеров и в транспорте этих мономеров через мембрану лизосомы в состав гиалоплазмы, где они повторно утилизируются, включаются в различные синтетические и обменные процессы. Однако расщепление в ряде клеток может идти не до конца. Тогда в лизосомах накапливаются непереваренные продукты, в них нет ферментов, такие лизосомы получили название телолизосом. У человека при старении организма в клетках мозга, печени, мышечных волокнах в телолизосомах находят «пигмент старения» – липофусцин. Судьба остаточных телец может быть двоякой: одни выбрасываются из клетки путем экзоцитоза, другие (липофусциновые гранулы) остаются в клетках вплоть до их гибели.
Аутофагосомы по морфологии близки к вторичным лизосомам, но с тем отличием, что их субстратами являются фрагменты или даже целые цитоплазматические структуры (митохондрии, элементы ЭПС, рибосомы и др.).
Функция: внутриклеточное пищеварение: аутофагия и гетерофагия. Аутофагия – расщепление эндогенных биологических молекул, представляющих собой «сломанные», «изношенные» клеточные компоненты, что обеспечивает утилизацию в клетке баластных, дефектных органоидов или саморастворение органелл, особенно часто происходящее в условиях пищевого или кислородного голодания.
Гетерофагия – расщепление экзогенных биологических молекул, попавших в клетку путем фагоцитоза (твердые вещества в упаковке) или пиноцитоза (капля в упаковке).
Пероксисомы
Форма: сферическая. Размеры: у мелких 0,15–0,25 мкм, которые обнаруживаются во всех клетках; 0,3–1,5 мкм у крупных, которые находятся в клетках печени и почек.
Структура: пероксисома – это округлое тельце, окруженное по периферии одним слоем мембраны. Внутри располагается сердцевина в виде кристаллов, представленных фибриллами или трубочками, и гранулярный матрикс. Во фракциях пероксисом обнаруживаются ферменты, связанные с метаболизмом перекиси водорода – это различные оксидазы, выделенные из сердцевины, и каталаза, содержащаяся в матриксе. Каталаза составляет до 40% всех белков в пероксисоме и играет важную защитную роль.
Оксидазы катализируют образование пероксида водорода, который, будучи токсичным, разрушается затем под действием пероксидазы и каталазы. Эти реакции включены в различные метаболические циклы, например, обмен мочевой кислоты в клетках печени и почек.
Функция: 1) нейтрализация перекиси, которая является токсичным веществом для клетки; 2) депо для ряда ферментов, которые играют важную роль при превращении жиров в углеводы и катаболизме пуринов.
4.Органеллы цитоплазмы: понятие и классификация. Структурно – функциональная характеристика органелл, участвующих в процессах выведения веществ из клеток.
Органеллы цитоплазмы: понятие, классификация. Cм. 2 вопрос
Структурно – функциональная характеристика органелл, участвующих в процессах выведения веществ из клеток
Комплекс Гольджи (внутренний сетчатый аппарат).
Структурной и функциональной единицей комплекса Гольджи является диктиосома. В растительной клетке количество диктиосом больше, чем в животной.
На одну диктиосому приходятся 4–8 цистерн в виде уплощенных мешочков d = 0,05–10 нм. Цистерны располагаются одна над другой наподобие стопки блинов на расстоянии 25–30 нм друг от друга, никаких структурных связей между ними нет. Число диктиосом варьирует от одной до нескольких тысяч в зависимости от вида клетки. Это образование имеет чашеобразную форму и тесно связано с гладкой ЭПС.
Рис. 2. Комплекс Гольджи. А — нервная клетка спинного мозга, импрегнация серебром по методу Гольджи: 1 — ядро; 2 — ядрышко; 3 — комплекс Гольджи. Б — схема ультрамикроскопического строения (трехмерная реконструкция). 1 — пузырьки; 2 — трубочки; 3 — уплощенные мешочки (цистерны); 4 — пластинки гранулярной эндоплазматической сети.
Функции: 1) место сортировки, созревания, хранения, упаковки и выведения веществ, синтезированных в клетке; 2) образование секреторных гранул (включений); 3) посредник между ЭПС и цитоплазматической мембраной в процессе экзоцитоза; 4) участие в метаболических процессах (синтез полисахаридов) и химических преобразованиях (синтез стероидов); 5) образование первичных лизосом; 6) участие в формировании клеточных мембран; 7) компартментализация.
5.Органеллы цитоплазмы: понятие и классификация. Структурно-функциональная характеристика органелл, участвующих в энергопроизводстве.
Органеллы цитоплазмы: понятие, классификация. Cм. 2 вопрос
Структурно-функциональная характеристика органелл, участвую-
щих в энергопроизводстве
К ним относятся митохондрии.