загрузка...
загрузка...
На головну

органели

  1. клітинні органели
  2. Цитоплазма. органели

Органели - це постійні компоненти клітини, що виконують певні функції.

Залежно від особливостей будови їх ділять на мембранні і немембранні. мембранні органели, в свою чергу, відносять до одномембранних (ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі і лізосоми) або двумембранним (мітохондрії, пластиди і ядро). немембранного органоидами є рибосоми, мікротрубочки, мікрофіламенти і клітинний центр. Прокариотам з перерахованих органоїдів притаманні тільки рибосоми.

Будова і функції ядра. ядро - Великий двумембранний органоїд, що лежить в центрі клітини або на її периферії. Розміри ядра можуть коливатися в межах 3-35 мкм. Форма ядра частіше сферична або еліпсоїдна, проте є також паличкоподібні, веретеновідние, бобовідние, лопатеві і навіть сегментовані ядра. Деякі дослідники вважають, що форма ядра відповідає формі самої клітини.

Більшість клітин має одне ядро, але, наприклад, в клітинах печінки і серця Їх може бути два, а в ряді нейронів - до 15. Волокна скелетних м'язів містять зазвичай багато ядер, проте вони не є клітинами в повному розумінні цього слова, оскільки утворюються в результаті злиття кількох клітин.

ядро оточене ядерної оболонкою, а його внутрішній простір заповнено ядерним соком, або Нуклеоплазма (каріоплазма), В яку занурені хроматин и ядерце. Ядро виконує такі найважливіші функції, як зберігання і передача спадкової інформації, а також контроль життєдіяльності клітини (рис. 2.30).

Роль ядра в передачі спадкової інформації була переконливо доведена в експериментах із зеленою водорістю ацетабулярії. В єдиною гігантською клітці, що досягає в довжину 5 см, розрізняють капелюшок, ніжку і ризоидов. При цьому вона містить тільки одне ядро, розташоване в ризоидов. У 1930-ті роки І. Хеммерлінг пересадив ядро ??одного виду ацетабулярії із зеленим забарвленням в ризоидов іншого виду, з коричневим забарвленням, у якого ядро ??було видалено (рис. 2.31). Через деякий час у рослини з пересадженим ядром виросла нова капелюшок, як у водорос- ли-донора ядра. У той же час відокремлені від ризоидов капелюшок або ніжка, що не містять ядра, через деякий час гинули.

ядерна оболонка утворена двома мембранами - зовнішньої і внутрішньої, між якими є простір. Межмембранное простір повідомляється з порожниною шорсткою ендоплаз- матической мережі, а зовнішня мембрана ядра може нести рибосоми. Ядерна оболонка пронизана численними порами, окантованими спеціальними білками. Через пори відбувається транспорт речовин: в ядро ??потрапляють необхідні білки (в т. Ч. Ферменти), іони, нуклеотиди та інші речовини, і залишають його молекули РНК, відпрацьовані білки, субодиниці рибосом.

Таким чином, функціями ядерної оболонки є відділення вмісту ядра від цитоплазми, а також регуляція обміну речовин між ядром і цитоплазмою.

Нуклеоплазма називають вміст ядра, в яке занурені хроматин і ядерце. Вона являє собою колоїдний розчин, за хімічним складом нагадує цитоплазму. Ферменти нуклеоплазми каталізують обмін амінокислот, нуклеотидів, білків і ін. Нуклео-плазма пов'язана з гиалоплазмой через ядерні пори. Функції нуклеоплазми, як і гіалоплаз-ми, полягають у забезпеченні взаємозв'язку всіх структурних компонентів ядра і здійсненні ряду ферментних реакцій.

Хроматином називають сукупність тонких ниток і гранул, занурених у нуклеоплазму. Виявити його можна тільки при фарбуванні, так як коефіцієнти заломлення хроматину і нуклеоплазми приблизно однакові. Нитчастий компонент хроматину називають еухро-Матіні, а гранулярний - гетерохроматином. Еухроматин слабо ущільнений, оскільки з нього зчитується спадкова інформація, тоді як більш спирализованную гетерохроматин є генетично неактивним.

Хроматин є структурне видозміну хромосом в що не ділиться ядрі. Таким чином, хромосоми постійно присутні в ядрі, змінюється лише їх стан в залежності від функції, яку ядро ??виконує в даний момент.

До складу хроматину в основному входять білки-нуклеопротеїнами (дезоксірібонуклеопротеіни і рибонуклепротеіну), а також ферменти, найважливіші з яких пов'язані з синтезом нуклеїнових кислот, і деякі інші речовини.

Функції хроматину складаються, по-перше, в синтезі специфічних для даного організму нуклеїнових кислот, які направляють синтез специфічних білків, по-друге, в передачі спадкових властивостей від материнської клітини дочірнім, для чого хроматіновие нитки в процесі ділення упаковуються в хромосоми.

Ядро - Сферичне, добре помітне під мікроскопом тільце діаметром 1-3 мкм. Воно формується на ділянках хроматину, в яких закодована інформація про структуру рРНК і білках рибосом. Ядро в ядрі часто одне, проте в тих клітинах, де відбуваються інтенсивні процеси життєдіяльності, ядерець може бути два і більше. Функції ядерець - синтез рРНК та збирання субодиниць рибосом шляхом об'єднання рРНК з білками, які надходять з цитоплазми.

мітохондрії - Двумембранние органели округлої, овальної або паличкоподібні форми, хоча зустрічаються і спіралеподібні (в сперматозоїдах). Діаметр мітохондрій становить до 1 мкм, а довжина - до 7 мкм. Простір усередині мітохондрій заповнене матриксом. Матрикс - це основна речовина мітохондрій. У нього занурені кільцева молекула ДНК і рибосоми. Зовнішня мембрана мітохондрій гладка, вона непроникна для багатьох речовин. Внутрішня мембрана має вирости - Крісті, що збільшують площу поверхні мембран для протікання хімічних реакцій (рис. 2.32). На поверхні мембрани розташовані численні білкові комплекси, які становлять так звану дихальну ланцюг, а також грибоподібні ферменти АТФ-синтетази. У мітохондріях протікає аеробний етап дихання, в ході якого відбувається синтез АТФ.

Пластида - Великі двумембранние органели, характерні тільки для рослинних клітин. Внутрішній простір пластид заповнене стромой, або матриксом. У стромі знаходиться більш-менш розвинена система мембранних бульбашок - тилакоїдів, які зібрані в стопки - грани, а також власна кільцева молекула ДНК і рибосоми. Розрізняють чотири основних типи пластид: хлоропласти, хромопласти, лейкопласти і пропластид.

хлоропласти - Це зелені пластиди діаметром 3-10 мкм, добре помітні під мікроскопом (рис. 2.33). Вони містяться тільки в зелених частинах рослин - листі, молодих стеблах, квітках і плодах. Хлоропласти в основному мають овальну або еліпсоїдну форми, але можуть бути також чашоподібними, спіралеподібними і навіть лопатевими. Кількість хлоропластів в клітині в середньому становить від 10 до 100 штук.

Однак, наприклад, у деяких водоростей він може бути один, мати значні розміри і складну форму - тоді його називають хроматину тофором. В інших випадках кількість хлоропластів може досягати декількох сотень, при цьому їх розміри невеликі. Забарвлення хлоропластів обумовлена ??основним пігментом фотосинтезу - хлорофілом, хоча в них містяться і додаткові пігменти - каротиноїди. Кароті- Ноїда стають помітними тільки восени, коли хлорофіл в старіючих листках руйнується. Основною функцією хлоропластів є фотосинтез. Світлові реакції фотосинтезу протікають на мембранах тилакоїдів, на яких закріплені молекули хлорофілу, а темнові реакції - в стромі, де містяться численні ферменти.

Хромопласти. - Це жовті, помаранчеві і червоні пластиди, які містять пігменти каротиноїди. Форма хромопластов може також істотно варіювати: вони бувають трубчастими, сферичними, кристалічними і ін. Хромопласти надаютьзабарвлення квіткам і плодам рослин, залучаючи запилювачів і розповсюджувачів насіння і плодів.

лейкопласти - Це білі або безбарвні пластиди в основному округлої або овальної форми. Вони поширені в нефотосинтезирующих частинах рослин, наприклад в шкірці листа, бульбах картоплі і т. Д. У них відкладаються в запас поживні речовини, найчастіше крохмаль, але у деяких рослин це можуть бути білки або масло.

Пластида утворюються в рослинних клітинах з пропластид, які є вже в клітинах освітньої тканини і являють собою невеликі двумембранние тільця. На ранніх етапах розвитку різні види пластид здатні перетворюватися один в одного: при попаданні на світло лейкопласти бульби картоплі і хромопласти коренеплоду моркви зеленіють.

Пластида і мітохондрії називають напівавтономними органоидами клітини, так як вони мають власні молекули ДНК і рибосоми, здійснюють синтез білка і діляться незалежно від поділу клітин. Ці особливості пояснюються походженням від одноклітинних прокаріотів. Однак «самостійність» мітохондрій і пластид є обмеженою, так як їх ДНК містить занадто мало генів для вільного існування, інша ж інформація закодована в хромосомах ядра, що дозволяє йому контролювати дані органели.

ендоплазматична мережа (ЕРС), або ендоплазматичний ре тікулум (ЕР) - це одномембранних органоїд, що представляє собою мережу мембранних порожнин і канальців, що займають до 30% вмісту цитоплазми. Діаметр канальців ЕРС становить близько 25-30 нм. Розрізняють два види ЕПС - шорстку і гладку. шорстка ЕРС несе рибосоми, на ній відбувається синтез білків (рис. 2.34).

гладка ЕРС позбавлена ??рибосом. Її функція - синтез ліпідів і вуглеводів, утворення лізосом, а також транспорт, запасання і знешкодження токсичних речовин. Вона особливо розвинена в тих клітинах, де відбуваються інтенсивні процеси обміну речовин, наприклад в клітинах печінки - гепатоцитах - і волокнах скелетних м'язів. Речовини, синтезовані в ЕПС, транспортуються в апарат Гольджі. В ЕРС відбувається також збірка мембран клітини, однак їх формування завершується в апараті Гольджі.

Апарат Гольджі, або комплекс Гольджі - Одномембранних органоїд, утворений системою плоских цистерн, канальців і від- шнуровивающіхся від них бульбашок (рис. 2.35).

Структурною одиницею апарату Гольджі є діктіосома - Стопка цистерн, наодин полюс якої приходять речовини з ЕПС, а з протилежного полюса, піддавшись певним перетворенням, вони упаковуються в бульбашки і направляються в інші частини клітини. Діаметр цистерн - близько 2 мкм, а дрібних бульбашок - близько 20-30 мкм. Основні функції комплексу Гольджі - синтез деяких речовин і модифікація (зміна) білків, ліпідів і вуглеводів, що надходять з ЕРС, остаточне формування мембран, а також транспорт речовин по клітці, оновлення її структур і утворення лізосом. Свою назву апарат Гольджі отримав на честь італійського вченого Камілло Гольджі, вперше виявив даний органоїд (1898).

лізосоми - Невеликі одномембранних органели до 1 мкм в діаметрі, в яких містяться гідролітичні ферменти, що беруть участь у внутрішньоклітинному травленні. Мембрани лізосом слабопроніцаеми для цих ферментів, тому виконання лизосомами своїх функцій відбувається дуже точно і адресно. Так, вони беруть активну участь в процесі фагоцитозу, утворюючи травні вакуолі, а в разі голодування або пошкодження певних частин клітини перетравлюють їх, не зачіпаючи інших. Нещодавно була відкрита роль лізосом у процесах клітинної загибелі.

вакуоль - Це порожнина в цитоплазмі рослинних і тваринних клітин, обмежена мембраною і заповнена рідиною. У клітинах найпростіших виявляються травні і скоротливі вакуолі. Перші беруть участь в процесі фагоцитозу, так як в них відбувається розщеплення поживних речовин. Другі забезпечують підтримку водно-сольового балансу за рахунок осморегуляции. У багатоклітинних тварин в основному зустрічаються травні вакуолі.

У рослинних клітинах вакуолі присутні завжди, вони оточені спеціальною мембраною і заповнені клітинним соком. Мембрана, що оточує вакуоль, за хімічним складом, будовою і виконуваних функцій близька до плазматичної мембрани. клітинний сік є водним розчином різних неорганічних і органічних речовин, в тому числі мінеральних солей, органічних кислот, вуглеводів, білків, глікозидів, алкалоїдів та ін. Вакуоль може займати до 90% об'єму клітини і відтісняти ядро ??на периферію. Ця частина клітини виконує запасаючу, видільну, осмотичну, захисну, лізосомну і інші функції, оскільки в ній накопичуються поживні речовини і відходи життєдіяльності, вона забезпечує надходження води і підтримання форми і об'єму клітини, а також містить ферменти розщеплення багатьох компонентів клітини. До того ж біологічно активні речовини вакуолей здатні перешкоджати поїдання цих рослин багатьма тваринами. У ряду рослин за рахунок розбухання вакуолей відбувається зростання клітини розтягуванням.

Вакуолі є також і в клітинах деяких грибів і бактерій, проте у грибів вони виконують тільки функцію осморегуляции, а у ціанобактерій підтримують плавучість і беруть участь в процесах засвоєння азоту з повітря.

рибосоми - Невеликі немембранні органели діаметром 15-20 мкм, що складаються з двох субодиниць - великої і малої (рис. 2.36).

Субодиниці рибосом еукаріот збираються в полісом, а потім транспортуються в цитоплазму. Рибосоми прокаріотів, мітохондрій і пластид менше за величиною, ніж рибосоми еукаріот. До складу субодиниць рибосом входять рРНК і білки.

Кількість рибосом до клітки може досягати декількох десятків мільйонів: в цитоплазмі, мітохондріях і пластидах вони знаходяться у вільному стані, а на шорсткою ЕПС - у зв'язаному. Вони беруть участь в синтезі білка, зокрема, здійснюють процес трансляції - біосинтезу поліпептидного ланцюга на молекулі іРНК. На вільних рибосомах синтезуються білки гіалоплазми, мітохондрій, пластид і власні білки рибосом, тоді як на прикріплених до шорсткою ЕПС рибосомах здійснюється трансляція білків для виведення з клітин, збірки мембран, освіти лізосом і вакуоль.

Рибосоми можуть перебувати в гіалоплазме поодинці або збиратися в групи при одночасному синтезі на одній іРНК відразу декількох поліпептидних ланцюгів. Такі групи рибосом називаються полірібосомамі, або полісомах (Рис. 2.37).

микротрубочки - Це циліндричні порожнисті немембранні органели, які пронизують всю цитоплазму клітини. Їх діаметр становить близько 25 нм, товщина стінки - 6-8 нм. Вони утворені численними молекулами білка тубуліну, які спочатку формують 13 ниток, нагадують намиста, а потім збираються в мікротрубочки. Микротрубочки утворюють цитоплазматическую мережу, яка надає клітині форму і об'єм, пов'язують плазматическую мембрану з іншими частинами клітини, забезпечують транспорт речовин по клітці, беруть участь в русі клітини і внутрішньоклітинних компонентів, а також в розподілі генетичного матеріалу. Вони входять до складу клітинного центру і органоїдів руху - джгутиків і війок.

мікрофіламенти, або Микронити, також є немембранного органоидами, однак вони мають ниткоподібну форму і утворені не тубуліном, а актином. Вони беруть участь в процесах мембранного транспорту, міжклітинному впізнаванні, розподілі цитоплазми клітини і в її русі. В м'язових клітинах взаємодія Актинові мікрофіламентів з міозіно- вимі нитками забезпечує скорочення.

Микротрубочки і мікрофіламенти утворюють внутрішній скелет клітини - цитоскелет. Він являє собою складну мережу волокон, що забезпечують механічну опору для плазматичноїмембрани, визначає форму клітини, розташування клітинних органоїдів і їх переміщення в процесі поділу клітини (рис. 2.38).

клітинний центр - Немембранного органоїд, що розташовується в тваринних клітинах поблизу ядра; в рослинних клітинах він відсутній (рис. 2.39). Його довжина становить близько 0,2-0,3 мкм, а діаметр - 01-015 мкм. Клітинний центр утворений двома центриолями, лежать у взаємно перпендикулярних площинах, і променевої сферою з мікротрубочок. Кожна центриоль утворена дев'ятьма групами микротрубочек, зібраних по три, т. Е. Триплету. Клітинний центр бере участь в процесах складання мікротрубочок, поділ спадкового матеріалу клітини, а також в освіті джгутиків і війок.

Органели руху. джгутики и вії являють собою вирости клітини, покриті плазмалеммой. Основу цих органоїдів складають дев'ять пар мікротрубочок, розташованих по периферії, і дві вільні мікротрубочки в центрі (рис. 2.40). Микротрубочки пов'язані міжсобою різними білками, забезпечують їх узгоджене відхилення від осі - коливання. Коливання енергозалежні, тобто на цей процес витрачається енергія макроергічних зв'язків АТФ. Розщеплення АТФ є функцією базальних тілець, або кінетосом, розташованих в підставі джгутиків і війок.

Довжина вій становить близько 10-15 нм, а джгутиків - 20-50 мкм. За рахунок строго спрямованих рухів джгутиків і війок здійснюється не тільки рух одноклітинних тварин, сперматозоїдів і ін., Але і відбувається очищення дихальних шляхів, просування яйцеклітини по маткових трубах, оскільки всі ці частини організму людини вистелені війчастим епітелієм.

 



Попередня   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   Наступна

Розділ 2. Клітка як біологічна система | Розвиток знань про клітину | різноманіття клітин | Прокаріотів і еукарiотичнi клітини | Порівняльна характеристика будови клітин рослин, тварин, грибів і бактерій | Макро- і мікроелементи | Неорганічні речовини клітини. | вуглеводи | Білки, їх будова і функції. | Нуклеїнові кислоти. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати