Загальна характеристика мембранних органел

Класифікація органел

Загальні органели, властиві всім клітинам і забезпечують різні сторони життєдіяльності клітини. Вони, в свою чергу, поділяються на:

· мембранні органели: мітохондрії, ендоплазматична сітка, комплекс Гольджи, лізосоми, пероксисоми;

· немембранні органели: рибосоми, клітинний центр, мікротрубочки, мікрофібрили, мікрофіламенти.

Спеціальні органели, наявні в цитоплазмі тільки певних клітин і виконують специфічні функції цих клітин. Спеціальні органели поділяються на:

· цитоплазматические - міофібрили, нейрофібрили, тонофібрілли;

· органели клітинної поверхні - війки, джгутики.

 

 

Функціонально розрізняють органели:

· системи синтезу та транспорту біополімерів (ЕПР, комплекс Гольджі, рибосоми);

· апарату внутрішньоклітинного переварювання (ендосоми, лізосоми);

· опорно-рухового апарату (цитоскелета): мікротрубочки, мікрофіламенти, проміжні філаменти;

· системи енергозабезпечення клітини (мітохондрії).

 

Загальна характеристика мембранних органел

- Всі різновиди мембранних органел мають загальний принцип будови:

- вони представляють собою замкнуті та ізольовані ділянки в гіалоплазме (компарменти), що мають своє внутрішнє середовище;

- стінка їх складається з біліпідного мембрани і білків, подібно плазмолемме.

Однак біліпідні мембрани органел мають і деякі особливості:

- товщина біліпідного мембран органел менше (7 нм), ніж в плазмолемме (10 нм);

- мембрани відрізняються за кількістю і якістю білків, вбудованих в мембрани.

Однак той факт, що мембрани мають загальний принцип будови, дозволяє мембранам органелам і плазмолемі взаємодіяти один з одним, вбудовуватися, зливатися, роз'єднуватися, отшнуровуватися. Цим досягається рециркуляція мембран. Загальний принцип будови мембран пояснюється тим, що всі вони утворюються в ендоплазматичної мережі, а їх структурна і функціональна спеціалізація відбувається в основному в комплексі Гольджі.

 

Які основні структурні компоненти утворюють гранулярний ендоплазматіческій ретикулум?

1. Система плоских мембранних мішечків - цистерн.

2. Рибосоми, які прикріплені до зовнішньої поверхні мембрани (зв'язані рибосоми).

 

Які особливості будови гранулярного ендоплазматичного ретикулума?

У мембрану вбудовані ферменти, що каталізують приєднання і відщеплення вуглеводів від білків, розщеплюють пептидні зв'язку; транспортні білки, які регулюють надходження молекул білків і вуглеводів в порожнину ретикулума.

Функція ЕПР

1. Синтез білків рибосомами (експортних і мембранних).

2. Модифікація синтезованого білка (відщеплення та приєднання вуглеводів, відщеплення шматочків поліпептидного ланцюга).

3. Транспорт білків до комплекса Гольджі.

 

Які основні структурні компоненти утворюють агранулярний ендоплазматичний ретикулум?

 

Представлений цистернами, більш широкими каналами і окремими везикулами, на зовнішній поверхні яких відсутні рибосоми.

 

Які особливості будови агранулярного ЕПР?

У мембрану вбудовані білки синтезу ліпідів, руйнування ряду речовин, транспортні білки, що забезпечують надходження речовин в порожнину і з порожнини ретикулума, регуляторні білки, які регулюють роботу транспортних білків.

 

Функції агранулярного ЕПР?

1. Синтез ліпідів.

2. Участь у синтезі глікогену.

3. Знешкодження деяких токсинів.

4. Депо іонів кальцію (в основному в м'язової тканини).

Слід пам'ятати, що названі два різновиди не є самостійними формами ендоплазматичної сітки, так як можна простежити перехід гранулярної ендоплазматичної мережі в гладку і навпаки.

 

Рибосоми

Малюнок 19 - Загальна будова ЕПР.

Рибосоми

Яка структурно-молекулярна організація рибосом?

Складний комплекс, побудований з РНК і білків рибонуклеопротеидов (які утворюються в ядерці. Складаються з 2х субодиниць - малої (1 молекула рРНК і 33 молекули білків) і великої (3 молекули рРНК і 40 білків). Збірка субодиниць в єдину рибосому здійснюється в цитоплазмі.

Як розташовуються рибосоми в гіалоплазме?

1. Вільні знаходяться гіалоплазме.

2. Невільні або зв’язані пов'язані з мембранами ендоплазматичного ретікулума.

Вільні і прикріплені рибосоми, крім відмінності в їх локалізації, відрізняються певною функціональною специфічністю: вільні рибосоми синтезують білки для внутрішніх потреб клітини (білки-ферменти, структурні білки), прикріплені синтезують білки "на експорт".

Що таке полісома?

Для синтезу білка окремі рибосоми за допомогою матричної або інформаційної РНК об'єднуються в ланцюжки рибосом - полісоми.

Яка функція рібосом?

Біосинтез білка.

 

Комплекс Гольджі

Малюнок 20 - Загальна схема функціонування рибосом

 

 

Що таке діктіосома?

Пластинчастий комплекс підрозділяється на субодиниці - діктіосоми. Кожна діктіосома являє собою стопку сплющених цистерн, по периферії яких локалізуються дрібні бульбашки. При цьому в кожній цистерні периферична частина розширена, а центральна звужена. Їх у клітці може бути від однієї до сотні. Звернена до ядра сторона діктіосоми називається незрілої поверхнею (цис-сторона), а до цитомембрани – зрілою (транс-сторона).

У діктіосоме розрізняють два полюси:

· цис-полюс - спрямований поверхньою до ядра;

· транс-полюс - спрямований у бік цітолемми.

Встановлено, що до цис-полюсу підходять транспортні вакуолі, що несуть у пластинчастий комплекс продукти, синтезовані у гранульованому ендоплазматичному ретікулумі. Від транс-полюса відшнуровуються пухирці, що несуть секрет до плазмолеми для його виведення з клітини (секреторні пухирці). Однак частина дрібних секреторних пухирців, заповнених білками-ферментами, залишається в цитоплазмі і носить назву первинних лізосом.

 

 

Функції комплексу Гольджі

· транспортна - виводить з клітки синтезовані в ній продукти;

· конденсація і модифікація речовин, синтезованих у гранульованому ендоплазматичному ретікулумі;

· утворення лізосом (спільно з зернистою ендоплазматичної мережею);

· участь в обміні вуглеводів;

· синтез молекул, що утворюють гликокаликс цітолемми;

· синтез, накопичення і виведення муцина (слизу);

· модифікація мембран, синтезованих в ендоплазматичної мережі і перетворення їх на мембрани плазмолеми.

Серед численних функцій пластинчастого комплексу на перше місце ставлять транспортну функцію. Саме тому його нерідко називають транспортним апаратом клітини.

 

Рисунок 21 - КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖИ (модель об'ємної реконструкції)

Мітохондрії

 

6.1 Які основні структурно-функціональні характеристики мітохондрій?

 

Мішечки округлої або витягнутої форми, стінка яких складається з двох мембран. Зовнішня мембрана гладка, має звичайну проникність. Внутрішня мембрана має виборчу проникність, в ній є випячування - крісти, в них вбудовани ферменти дихального ланцюга, ферментний комплекс АТФ-синтезу, транспортні білки.

Порожнина мітохондрії заповнена матриксом, який складається з безлічі ферментів (цикл Кребса, бета-окислення ліпідів та ін), рибосом, ДНК, РНК, проміжних продуктів розпаду жирних кислот і вуглеводів.

Які функції мітохондрій?

Синтез молекул АТФ.

Джерелом утворення енергії в мітохондрії (її "паливом") є піровиноградна кислота (піруват), яка утворюється з вуглеводів, білків і ліпідів у гіалоплазме. Окислення пірувату відбувається в мітохондріальному матриксі в циклі трикарбонових кислот, а на крістах мітохондрій здійснюється перенесення електронів, фосфорилювання АДФ і утворення АТФ. АТФ, що утворюється в мітохондріях є єдиною формою енергії, яка використовується кліткою для виконання різних процесів.

 

ЛІЗОСОМИ

Функція

Розщеплення фагоцитовані матеріалу.

Малюнок 24 - Загальна схема розщеплення фагоцитованого матеріалу

Рисунок 25 - Схема фагоцитозу

 

Класифікація органел

Загальні органели, властиві всім клітинам і забезпечують різні сторони життєдіяльності клітини. Вони, в свою чергу, поділяються на:

· мембранні органели: мітохондрії, ендоплазматична сітка, комплекс Гольджи, лізосоми, пероксисоми;

· немембранні органели: рибосоми, клітинний центр, мікротрубочки, мікрофібрили, мікрофіламенти.

Спеціальні органели, наявні в цитоплазмі тільки певних клітин і виконують специфічні функції цих клітин. Спеціальні органели поділяються на:

· цитоплазматические - міофібрили, нейрофібрили, тонофібрілли;

· органели клітинної поверхні - війки, джгутики.

 

 

Функціонально розрізняють органели:

· системи синтезу та транспорту біополімерів (ЕПР, комплекс Гольджі, рибосоми);

· апарату внутрішньоклітинного переварювання (ендосоми, лізосоми);

· опорно-рухового апарату (цитоскелета): мікротрубочки, мікрофіламенти, проміжні філаменти;

· системи енергозабезпечення клітини (мітохондрії).

 

Загальна характеристика мембранних органел

- Всі різновиди мембранних органел мають загальний принцип будови:

- вони представляють собою замкнуті та ізольовані ділянки в гіалоплазме (компарменти), що мають своє внутрішнє середовище;

- стінка їх складається з біліпідного мембрани і білків, подібно плазмолемме.

Однак біліпідні мембрани органел мають і деякі особливості:

- товщина біліпідного мембран органел менше (7 нм), ніж в плазмолемме (10 нм);

- мембрани відрізняються за кількістю і якістю білків, вбудованих в мембрани.

Однак той факт, що мембрани мають загальний принцип будови, дозволяє мембранам органелам і плазмолемі взаємодіяти один з одним, вбудовуватися, зливатися, роз'єднуватися, отшнуровуватися. Цим досягається рециркуляція мембран. Загальний принцип будови мембран пояснюється тим, що всі вони утворюються в ендоплазматичної мережі, а їх структурна і функціональна спеціалізація відбувається в основному в комплексі Гольджі.