Цитоплазма, её компоненты. Классификация органелл. Гиалоплазма и цитозоль, фазные переходы.

 

Цитоплазма –  полужидкое содержимое клетки, внеядерная часть, обязательный компонент.

В ней протекают почти все процессы клеточного метаболизма. Основное вещество цитоплазмы — вода.

Цитоплазма способна к росту и воспроизведению и при частичном удалении может восстановиться. Однако она нормально функционирует только в присутствии ядра.

Важнейшая роль цитоплазмы — объединение всех клеточных структур и обеспечение их химического взаимодействия. Она выполняет и другие функции, в частности, поддерживает тургор клетки.

Гиалоплазма (цитозоль) - в жидком состоянии золь, в твердом состоянии гель. В ее состав входят раствор минеральных солей, углеводы, белки, аминокислоты, ферменты. Соли натрия образуют в гиалоплазме изотонический раствор (0,9%).

Органеллы - микроструктуры цитоплазмы, которые присутствуют практически во всех клетках и выполняют жизненно важные функции. Их делят на два типа. Мембранные органеллы - отграничены собственной мембраной от окружающей гиалоплазмы (ЭПС, Гольджи, лизосомы, пероксисомы, митохондрии). Немембранные: рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микрофиламенты, реснички, жгутики, микроворсинки. Также, органеллы подразделяются на органеллы общего значения и специальные органеллы. Органеллы общего значения имеются во всех клетках и необходимы для обеспечения их жизнедеятельности. Специальные органеллы имеются лишь в некоторых клетках и обеспечивают выполнение их специализированных функций.

ЭПС делится на два типа - гранулярную и агранулярную (или гладкую).

Гранулярная ЭПС представляет собой совокупность плоских мешков (цистерн), вакуолей и трубочек, со стороны гиалоплазмы мембранная сеть покрыта рибосомами.

Функции гранулярной ЭПС:

1) синтез на рибосомах пептидных цепей экспортируемых, мембранных, лизосомных белков,

2) изоляция этих белков от гиалоплазмы внутри мембранных полостей и концентрирование их здесь,

3) химическая модификация этих белков, а также связывание их

4) их транспорт

Гладкая ЭПС в отличие от гранулярной лишена рибосом. Выполняет функции: синтез углеводов, липидов, стероидных гормонов; дезинтоксикация ядовитых веществ, депонирование ионов кальция в цистернах и транспорт синтезированных веществ.

Комплекс Гольджи - скопление 5-10 лежащих друг на друге плоских мембранных цистерн, от которых отшнуровываются мелкие пузырьки. Каждое такое скопление называется диктиосомой. По положению и функции, в диктиосомах различают 2 части: проксимальная часть обращена к ЭПС, противоположная часть называется дистальной.

Функции комплекса Гольджи:

1) сортировка, накопление и выведение секреторных продуктов;

2)завершение посттрансляционной модификации белков

3) накопление молекул липидов и образование липопротеидов;

4) образование лизосом;

Лизосомы - это мембранные пузырьки, содержащие ферменты гидролиза биополимеров, они образуются, отпочковываясь от цистерн комплекса Гольджи. Размеры - 0,2-0,5 мкм. Функция лизосом - внутриклеточное переваривание макромолекул.

Первичные лизосомы - данные лизосомы имеют гомогенное содержимое.

  Вторичные лизосомы образуются либо путём слияния первичных лизосом с пиноцитозными или фагоцитозными вакуолями, либо путём захвата собственных макромолекул и органелл клетки. Телолизосомы или остаточные тельца, появляются тогда, когда внутрилизосомальное переваривание не приводит к полному разрушению захваченных структур.

Пероксисомы образуются путём отшнуровывания мембранных пузырьков от цистерн комплекса Гольджи. Обнаруживаются в большом количестве в клетках печени. Они катализируют прямое взаимодействие субстрата с кислородом причём, последний превращается в пероксид водорода, Н₂О₂ - опасный для клетки окислитель.

Митохондрии - имеют две мембраны - наружную и внутреннюю - из которых вторая образует многочисленные впячивания (кристы) в матрикс митохондрии. Они содержат собственную ДНК. Кроме того, митохондрии содержат собственные рибосомы, которые по размеру несколько меньше цитоплазматических рибосом и видны как мелкие гранулы.

Главная функция митохондрий - завершение окислительного распада питательных веществ и образование за счёт выделяющейся при этом энергии АТФ 2, синтез мочевины,

 распад жирных кислот и пирувата до ацетил-КоА.

Рибосомы - образуются в ядрышке ядра, состоят из малой и большой субъединиц, имеют размеры 25х20х20 нм, включают рибосомные РНК и рибосомные белки. Функция - синтез белка. Рибосомы могут либо располагаться на поверхности мембран гранулярной ЭПС, либо свободно располагаться в гиалоплазме, образуя скопления - полисомы.

Филаменты. Существует 3 вида филаментов: 1) микрофиламенты - это тонкие нити, образованные глобулярным белком актином образуют в клетках более или менее густую сеть. 2) миозиновые филаменты в мышечных клетках они тесно связаны с актиновыми филаментами, образуя мифибриллу. 3) промежуточные их диаметр 7-10 нм.

Функции филаментов - 1) образуют цитоскелет 2) участвуют во внутриклеточном движении (перемещении митохондрий, рибосом, вакуолей, втягивание цитолеммы при фагоцитозе 3) участвуют в амебовидном движении клеток.

Микроворсинки - производные плазмолеммы клеток длиной около 1 мкм, диаметром около 100 нм, в их основе имеются пучки микрофиламентов. Функции: 1) увеличивают поверхность клеток 2) в кишечном и почечном эпителии выполняют функцию всасывания.

Микротрубочки тоже образуют в клетке густую сеть. Сеть

начинается от центриоли и радиально распространяется к плазмолемме. Стенка микротрубочки состоит из одного слоя глобулярных субъединиц белка тубулина.

Центриоли. (9 х 3) + 0. Центриоли располагаются парой - под прямым углом друг к другу. Такая структура называется диплосомой.

Реснички и жгутики (9 х 2) + 2.

Специальные органеллы имеются лишь в некоторых клетках и обеспечивают выполнение их специализированных функций. К ним относят реснички, жгутики, миофибриллы, акросому (спермиев).

опорно-двигательная система: Реснички — выросты клетки. Микроворсинки — выросты клеток, увеличивают площадь поверхности клетки. Обеспечивают функцию всасывания. Миофибриллы — состоят из сократительных белков актина и миозина, имеются в мышечных клетках.

Нейрофибриллы —совокупность нейрофибрилл и нейротрубочек, встречается в нейроцитах.