Организация открытых биологических систем в пространстве и во времени. Поток информации в клетке и ультраструктуры их обеспечивающие (поровый комплекс, рибосомы и т. д.).

Ядерная оболочка представлена двумя мембранами, являющимися типичными, т.е. состоящими из липидов, белков, углеводов и небольшого количества ДНК и РНК. Мембраны имеют общность происхождения и различаются следующими особенностями. Наружная мембрана содержит на своей поверхности рибосомы, где происходит биосинтез белка, идущего на восстановление норового комплекса белков. Внутренняя мембрана рибосом не имеет, она в некоторых клетках контактирует с внутренним плотным фиброзным слоем, к которому примыкает гетерохроматин. Общность происхождения внутренней и внешней мембраны доказывает их взаимный контакт. В этом месте образуются поры. Поры могут расширяться, сужаться, закрываться. В метаболически активных ядрах может содержаться большое количество пор от 3000 до 4000. Поры могут составлять от 5% до 15 % всей поверхности ядерной оболочки. Каждая пора состоит из белковых субъединиц, а в центре располагается центральная глобула. В целом 25 глобул, которые соединены фибриллярными отростками, что обеспечивает работу порового комплекса белков как единого целого. Находящиеся в поре рецепторные белки способствуют узнаванию инородной информации для клетки, а также способствуют транспорту необходимых клетке и ядру веществ комплекс имеет внутренний диаметр *80 нм. «Дыра» в центре комплекса представляет собой водный канал, сквозь кагору водорастворимые молекулы курсируют между ядром и цитоплазмой Оказывается, что малые молекулы проникают очень быстро, т.е. ядерная оболочка дня них свободно проницаема. Недавно получены доказательства того, что многие ядерные белки взаимодействуют с белками рецепторами, располагающимися на границе ядерных пор, и эти рецепторы активно переносят большие белки в ядро, увеличивая канал поры. Одним из наиболее хорошо изученных примеров является мажорный ядерный белок нуклеоплазмин, который протеолитнческн расщепляется на «столовку» и «хвост». В экспериментах с микроинъекциями «хвостовая» часть проникает в ядро, а «головка» - нет. Похоже, что пора работает подобно клапану, который открывается в ответ на сигнал от достаточно крупного белка. Необходимая для этого энергия образуется при гидролизе АТФ. Предполагается, что поры содержал: один или более рецепторов, распознающих молекулы РНК (или связанные с ними бели), предназначенные для цитозоля. Когда эти рецепторы связаны, пора катализирует активный транспорт наружу вместо транспорта внутрь ядра.

Между наружной и внутренней мембраной содержится перинуклеарное пространство, заполненное коллоидным содержимым по вязкости более плотным, чем цитоплазма. Эго содержимое является внутренней средой перового комплекса белков и мембран.

Наружная мембрана осуществляет контакт с мембраной ЭПС, далее с комплексом Гольджи и может, таким образом, контактировать с наружной мембраной клетки. Внутренняя мембрана не контактирует с мембранами ЭПС, она граничит с хроматином. На наружной мембране располагаются рибосомы в рабочем состоянии, внутренняя мембрана их не имеет.

РИБОСОМЫ- немембранные органоиды, встречающиеся во всех прокариотических и эукариотических клетках. Они были открыты в 1955 году Д. Паладе. Рибосомы могут свободно располагаться в цитоплазме клеток, а также прикрепляться к гранулярной ЭПС, к наружной ядерной мембране или находиться внутри пластид и митохондрий. Рибосомы - это рибонуклеопротеиды, мелкие сферические образования ( диаметром 25-30 нм).Они состоят из двух неравных субъединиц , малой и большой. Каждая субъединица синтезируется отдельно в ядре., а точнее в ядрышке. Большая субъединица состоит из одной длинной молекулы р-РНК и около 40 различных белков. Малая состоит из одной длинной, двух, трех коротких молекул р-РНК и около 33 белков. Малая субъединица имеет неправильную изогнутую форму, большая округлой формы с двумя выступами. Рибосомы участвуют в реализации генетической информации ,так как на них синтезируются молекулы полипептида .Для осуществлении процессов биосинтеза две субъединицы объединяются вместе. Для их соединения необходимо наличие и-РНК и ионов магния в цитоплазме. Для большей эффективности биосинтеза рибосомы часто объединяются в полисомы. В рибосомах выделяют три участка. Один для связи с и- РНК , 2 других для связи с т- РНК. С т- РНК связаны аминоацильный ( А) и пептидильный (П) участки. В (А ) находится аминоацил т-РНК, несущая определенную аминокислоту , при условии точного соответствия кодона и- РНК антикодону т- РНК. В ( П) участке располагается т-РНК, нагруженная цепочкой аминокислот , соединенных пептидной связью. После окончания биосинтеза рибосомы вновь распадаются на две частицы . В зависимости от расположения рибосом в клетке, белки синтезируемые на них могут использоваться по разному. Считается , что на рибосомах ЭПС образуются белки , которые затем выводятся из клетки и используются на нужды всего организма.( например, пищевые ферменты). На свободных же рибосомах цитоплазмы синтезируются белки для нужд самой клетки. Рибосомы прокариотов отличаются от рибосом эукариотов. У прокариотов рибосомы мельче , их коэффициент седиментации 70
(сведбергов). Этот показатель характеризует скорость осаждения при центрифугировании. У эукариотов рибосомы крупнее, их молекулярный вес
больше и коэффициент седиментации 80 S . Количество рибосом может
меняться в зависимости от периода жизненного цикла клетки. Больше всего
рибосом во время интерфазы . Во время деления клетки рибосомы распадаются

на две субъединицы и отодвигаются к периферии клетки. Уменьшение в»
количества рибосом в клетке приводит к снижению синтеза белка.,
следовательно нарушаются такие функции как транспортная, ферментативная,

рецепторная, защитная и т.д. Это наблюдается при воспалительных процессах в
организме, при отравлении различными ядами, в том числе алкоголем и
наркотиками.

МИКРОТРУБОЧКИ - это немембранные органоиды. Они встречаются в
цитоплазме всех эукариотических клеток и обладают четкой морфологией. Они могут встречаться в цитоплазме в свободном состоянии или образовывать сложные структуры. Микротрубочки образуют такие органоиды как, клеточный центр, базальные тельца жгутиков и ресничек ,а также временные сложные образования ,например, аппарат веретена деления. Микротрубочки - прямые, не ветвящиеся , длинные, полые цилиндры . Внешний диаметр около 25 нм ,
внутренней около 15 нм, толщина стенки 5 нм. Стенки микротрубочек состоят из 13 глобулярных субъединиц, расположенных по спирали, под углом 5 градусов. Основным химическим веществом микротрубочек являются белки тубулины. Кроме тубулинов в состав микротрубочек входят дополнительные белки, необходимые для полимеризации и стабилизации структуры микротрубочек, например, динеин , нексин и тектин. Микротрубочки это полярные структуры , одни концы растут намного быстрее других концов. Процесс образования микротрубочек идет путем самосборки. Для этого
необходимо присутствие в цитоплазме тубулинов, ГТФ ( гуанин
трифосфата), дополнительных белков, наличие ионов магния и отсутствие ионов кальция. Центрами организации микротрубочек являются: центриоли, базальные тельца, кинетохоры митотических хромосом. Микротрубочки растут медленно, они склонны к деполимеризации, однако их можно стабилизировать другими белками. Деполимеризацию микротрубочек вызывают колхицин и винбластин, а таксол оказывает обратное действие, стабилизирует микротрубочки.

Функции микротрубочек:

1 Формируют цитоскелет клетки.

2 Участвуют в процессах клеточного роста.

3 Участвуют в восстановлении ЭПС и аппарата Гольджи из отдельных
фрагментов.

4 Направляют потоки веществ при движении внутрь клетки.