Структурно-функціональна організація клітини.

Як відомо, внутрішній вміст клітини, за винятком ядра, називають цитоплазмою. Це неоднорідний колоїдний розчин – гіалоплазма - в якому розташовані органели та інші структури. В еукаріотичних клітинах існує система внутрішньоклітинних мембран. Вони поділяють внутрішнє середовище клітини на функціональні ділянки, що забезпечує можливість одночасного перебігу багатьох, часто несумісних, біохімічних процесів. Основні клітинні функціональні ділянки - це ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, мітохондрії, пластиди, лізосоми, ядро. Між різними мембранними структурами еукаріотичної клітини існує тісний зв'язок. Усі функціональні ділянки клітини класифікують за наявністю мембран та їх кількістю: немембранні органели (рибосоми, клітинний центр); одномембранні органели (комплекс Гольджі, ендоплазматична сітка, лізосоми, вакуолі); двомембранні органели (мітохондрії, пластиди).

Як відомо, внутрішній вміст клітини, за винятком ядра, називають цитоплазмою. Це неоднорідний колоїдний розчин - гіалоплазма, в якому розташовані органели та інші структури:

 

Гіалоплазма

З неорганічних - катіони металів (зокрема, Са^2+, К^+), аніони карбо-натної і фосфатної кислот, СІ^-

З органічних сполук - гідрофільні білки, амінокислоти, вуглеводи, ліпіди, різні типи РНК

Вміст води від 50 до 90%.

 

 

Гіалоплазма

Золь

Гель

 

взаємоперетворення

Гіалоплазма як внутрішнє середовище клітини об'єднує в єдину функціональну біологічну систему всі клітинні структури і забезпечує їхню взаємодію. В ній відбуваються транспорт речовин і деякі процеси обміну речовин.

У гіалоплазмі містяться різноманітні мембранні структури:

Органела	Особливості будови	Функції
Клітинний центр (цен-тросома)	У розмірах 0,1—0,3 мкм. Складається з 1—2 цен-тріолей оточених цен-тросферою. Центріолі мають форму цилін-дричних тілець.	Утворює мікротрубочки для внутрішньоклітинного транспорту. Бере участь у процесах клітинного поділу.
Рибосоми	У розмірах 15-20 нм. Тільця округлої форми утворені нуклеопротеї-дами. Складаються з двох різних за розмірами субодиниць: мала, для приєднання І-РНК і т-РНК, велика, для синтезу поліпептидного ланцюга.	Матричний синтез білка.
Органели руху: Війки Джгутики Псевдоподії	Вирости цитоплазми, які утворенні системою мікротрубочок.	Забезпечують рух.
Ендоплазма-тична сітка	Система порожнин у вигляді мікроскопічних канальців та їхніх роз-ширень, обмежених мем-браною, які сполучають-ся між собою. Розрізня-ють зернисту та незер-нисту. На мембранах зернистої ендоплазма-тичної сітки розташовані рибосоми, а на мембра-нах незернистої рибосом немає.	Мембрани зернистої: беруть участь у формуванні зовнішньої оболонки ядра. На них синтезуються білки та накопичуються у її порожнинах. Зерниста ЕПС бере участь у синтезі компонентів клітинних мембран. На мембранах незернистої ЕПС синтезуються ліпіди, вуглеводи, стероїди, які накопичуються у її порожнинах; відбуваються процеси обміну полісахаридів (глікогену). У її порожнинах (печінка) накопичу-ються і знешкоджуються токсичні для клітини сполуки.
Комплекс Гольджі	Основною структурною одиницею є плоскі цис-терни (мішечки), оточені мембраною. Поруч є пу-хирці та канальці. Цис-терни полярні: до одного з полюсів підходять пу-хирці, які відриваються від ЕПС. Зливаючись із цистернами, пухирці від-дають їм свій вміст. Від іншого полюса цистерн відходять пухирці з різ-ними речовинами, завдя-ки чому вони транс-портуються в клітині.	У органелі накопичуються і певним чином змінюються деякі сполуки (наприклад, білки). У вигляді пу-хирців вони відходять від комплексу Гольджі і транспортуються за допо-могою мікротрубочок. У цистернах синтезуються деякі полісахариди. Бере участь в утворенні лізосом. Бере участь у побудові плазматичної мембрани та інших клітинних мем-бран. З елементів комплексу Гольджі в головці сперматозоїдів утворюється чашоподібний утвір - акросома, що забезпечує проникнення спермато-зоїда в яйцеклітину.
Лізосоми	Пухирці діаметром 100-180 нм, оточені мембра-ною і заповнені гідролі-тичними ферментами. Лізосоми відрізняються будовою. Первинні лізо-соми утворені комплек-сом Гольджі. Зливаючись з піно- або фагоцитозни-ми пухирцями, вони ут-ворюють вторинні.	Гідролітичні ферменти, здатні роз-щеплювати органічні сполуки (білки, вуглеводи, ліпіди тощо) забезпечують процеси внутрішньо клітин-ного травлення. Ще один тип лізосом бере участь у перетравленні окремих компонентів клітин, цілих клітин або їхніх груп. Так знищуються дефектні органели, ушкоджені чи мертві клітини, зникає хвіст у пуголовків тощо.
Вакуолі	Порожнини в цитоплаз-мі, заповнені рідиною і оточені мембраною. Роз-різняють різні види. Вакуолі клітин рослин утворюються з пухирців ендоплазматичної сітки. Дрібні вакуолі об’єдную-ються і можуть займати майже весь об'єм цито-плазми. Вони заповнені клітинним соком – вод-ним розчином продуктів обміну, пігментів, тощо.	Функції вакуолей: підтримують тур-гор, забезпечуючи збереження форми клітин, містять запасні речовини. Завдяки напівпроникності мембрани вакуолей через них транспортуються речовини з гіалоплазми в порожнину вакуолей і навпаки. Скоротливі вакуолі прісноводних одноклітинних тварин і водоростей формуються з елементів комплексу Гольджі. Регу-люють внутрішньоклітинний тиск, виводячи воду з клітини, беруть участь у виведенні деяких розчинних продуктів обміну речовин.
Мітохондрії	Тільця розміром від 0,5 до 10 мкм. Кількість від 1 до 100 000 і більше Поверхневий апарат ут- ворений двома мембра-нами. Зовнішня гладень-ка, відмежовує органелу від гіалоплазми. Внут-рішня утворює випинан-ня у вигляді крист. Між мембранами мітохондрій є щілина 10-20 нм. На поверхні внутрішньої мембрани, оберненій всередину мітохондрії, є грибоподібні утвори - АТФ-соми. Внутрішній простір заповнений на-піврідким матриксом (ДНК, іРНК, тРНК, рибосоми, гранули солей кальцію і магнію).	Основна функція мітохондрій - синтез АТФ. Цей процес відбувається за допомогою енергії, яка вивіль-няється під час окиснення орга-нічних сполук. Початкові етапи цих процесів відбуваються у матриксі, а наступні, зокрема синтез АТФ, - у внутрішній мембрані.
Хлоропласти	Видовжені, 5-10 мкм. По-верхневий апарат утворе-ний 2 мембранами, між якими є простір в 20-30 нм. Внутрішня мембрана утворює ламели (плоскі видовжені складки), ти-лакоїди (сплощені ваку-олі). Ламели утворюють сітку, або розташовують-ся паралельно. Між ла-мелами розташовані ти-лакоїди, зібрані у купки по 50. Такі купки нази-вають гранами. У тила-коїдах містяться основні пігменти та всі фер-менти, необхідні для процесу фотосинтезу. У матриксі хлоропластів є молекули ДНК, рибо-соми, зерна крохмалю.	Основна функція хлоропластів – фо-тосинтез. Крім того, в них, як і в мітохондріях, синтезується АТФ. У хлоропластах також синтезуються деякі ліпіди, білки мембран тилакоїдів, ферменти, які каталізують реакції фотосинтезу.