Рибосоми– рибонуклеопротеїдні гранули розміром 25 нм. Складаються з двох субодиниць: малої (10 нм) і великої (15 нм), між якими при біосинтезі білка (трансляцією) розташовується нитка інформаційної РНК. При цьому мала субодиниця зв'язується з РНК, а велика каталізує утворення поліпептидних ланцюгів. Субодиниці рибосом утворюються в ядерцях, а потім виходять з ядра в цитоплазму через ядерні пори. Складання рибосом з їх субодиниць відбувається перед початком синтезу білка, а по завершенню синтезу поліпептидного ланцюжка вони знову розпадаються.
У синтетично активній клітині міститься кілька мільйонів рибосом, які утворюють близько 5% сухої маси. Розрізняють вільнірибосоми (не пов'язані з мембранами і розташовані в гіалоплазмі у зваженому стані) та невільнірибосоми (пов'язані з мембранами цитоплазматичної мережі). Рибосоми можуть розташовуватися поодинці (у цьому випадку вони функціонально неактивні), але частіше пов'язані в ланцюжки, які нанизані, як намистинки, на ниткоподібні молекули інформаційної РНК ( полірибосоми, полісоми). Вільні рибосоми синтезують білки для потреб клітини, а невільні – експорту.
Клітинний центр (цитоцентр)– складається з двох розташованих перпендикулярно один до одного центріолей.
Рис.2-8. Клітинний центр (А) та структура центріолі (Б).
1. Центріоль.
2. Сателіти.
3. Триплет мікротрубочок.
4. Мікротрубочки.
(За В. Л. Бикову).
Центріольявляє собою порожнистий циліндр завтовшки 200 і довжиною 300-500 нм. Стінка центріолі утворена 9 триплетами мікротрубочок, товщиною 24 нм, побудованих з глобулярного білка. тубуліна. Сусідні триплети мікротрубочок пов'язані у вигляді містків молекулами білка Дінеїна. Кожен триплет мікротрубочок пов'язаний також із структурами сферичної форми – сателітами. Від сателітів розходяться в сторони мікротрубочки, утворюючи центросферу(Рис. 2-8).
Клітинний центр бере участь у освіті веретена поділу; при мітоз центріолі розходяться до полюсів материнської клітини. Крім того, центріолі беруть участь в утворенні вій і джгутиків.
Органели цитоскелету
Цитоскелет являє собою складну динамічну тривимірну мережу мікротрубочок, мікрофібрил і мікрофіламентів, яка забезпечує: 1) підтримання та зміну форми клітини; 2) розподіл та переміщення компонентів клітини; 3) транспорт речовин у клітину та з неї; 4) рухливість клітини; у міжклітинних сполуках.
Мікротрубочки мають товщину 24 нм та довжину кілька мікрон. Товщина стінки мікротрубочки 5 нм, а діаметр просвіту відповідно 14 нм. Складаються з 13 тубулінових протофібрил, що йдуть по спіралі. Мікротрубочки входять до складу веретена поділу та забезпечують розбіжність хромосом під час мітозу, підтримують форму клітини та забезпечують її рухливість, беруть участь у транспорті макромолекул у клітині. З мікротрубочками пов'язаний білок кінезин, який є ферментом, що розщеплює АТФ і перетворює енергію її розпаду в механічну енергію. Одним кінцем молекула кінезину пов'язана з певною органелою, а інший за допомогою енергії АТФ ковзає вздовж мікротрубочки, переміщуючи органелу в цитоплазмі.
Мікротрубочки є лабільною системою, в якій безперервно відбувається дисоціація (руйнування) одних мікротрубочок і складання (освіта) інших. Місцем утворення мікротрубочок ( центрами організації мікротрубочок) є дрібні сферичні тільця сателіти. Вони розташовані в базальних тільцях вій і клітинному центрі.
Проміжні нитки (мікрофібрили) – білкові нитки завтовшки 8-11 нм. Вони утворюють каркас клітини, підтримуючи її форму та пружність, а також забезпечують упорядковане розташування органоїдів у клітині.
Мікрофіламенти – білкові нитки завтовшки 5-7 нм. Вони є у всіх клітинах і розташовані у її кортикальному шарі (під цитолемою). Склад утворюють їх білків у різних клітинахрізний (актин, міозин, тропоміозин). Вони утворюють скелет, каркас клітини, її внутрішньоклітинний скорочувальний апарат, забезпечують зміни форми та рух клітин, струм цитоплазми, ендоцитоз та екзоцитоз.
Функціональні системи (апарати) клітини- Комплекси органел, які під контролем ядра забезпечують виконання важливих функцій клітини. Виділяють: 1) синтетичний апарат (до нього входять ендоплазматична мережа, рибосоми, комплекс Гольджі; 2 ) енергетичний апарат (Мітохондрії); 3) апарат внутрішньоклітинного перетравлення вання(ендосоми, лізосоми, пероксисоми); 4) цитоскелет (мікротрубочки, мікрофібрили, мікрофіламенти, клітинний центр).
Органели - постійні внутрішньоклітинні структури, що мають певну будову та виконують відповідні функції. Органели діляться на дві групи: мембранні та немембранні. Мембранні органели представлені двома варіантами: двомембранним та одномембранним.
Двомембранними компонентами є пластиди, мітохондрії та клітинне ядро. До одномембранних відносяться органели вакуолярної системи - ендоплазматичний ретикулум, комплекс Гольджі, лізосоми, вакуолі рослинних та грибних клітин та ін. До немембранних органел належать рибосоми та клітинний центр
Одномембранні органели Ендоплазматична мережа (ЕПС) або ретикулум – складна система каналів та порожнин різної форми(трубочки, цистерни), що пронизує всю цитоплазму. а) Шорстка або гранулярна ендоплазматична мережа: мембрани вкриті дрібними гранулами – рибосомами. Функції: синтез поліпептидів, їх часткова модифікація та транспорт; б) Гладка, або агранулярна, ендоплазматична мережа: мембрани позбавлені рибосом, але тут накопичуються ферменти ліпідного, вуглеводного обміну. Функції: синтез ліпідів, стероїдів, вуглеводів, їх транспорт.
Функції: Поєднує всі клітинні мембранні структури в єдину систему. Є поверхнею, де відбуваються всі внутрішньоклітинні процеси (синтез мембранних білків, ліпідів і вуглеводів). Просторово поділяє клітину. За системою каналів здійснюється транспорт речовин.
Комплекс Гольджі Є майже у всіх клітинах (виняток – еритроцити, сперматозоїди). Будова: Система покладених у стопку сплощених мембранних мішечків – цистерн, трубочок та пов'язаних з ними бульбашок. Функції: Транспорт речовин, головним чином білків та ліпідів, що надходять з ендоплазматичної мережі, попередня їх хімічна перебудова, накопичення, упаковка у бульбашки, формування лізосом.
Апарат Гольджі був названий так на честь італійського вченого Камілло Гольджі, який вперше знайшов у 1897 році
Функції Комплексу Гольджі 1) сортування, накопичення та виведення секреторних продуктів 2) завершення посттрансляційної модифікації білків 3) накопичення молекул ліпідів та утворення ліпопротеїдів 4) утворення лізосом 5) синтез полісахаридів для утворення глікопротеїдів, восків, слизів, речовин матриксу клітинних стінокрослин (геміцелюлоза, пектини) 6) формування клітинної пластинки після поділу ядра в рослинних клітинах 7) участь у формуванні акросоми; формування скорочуваних вакуолей найпростіших.
Функції Апарату Гольджі: У цистернах Апарату Гольджі дозрівають білки призначені для секреції, трансмембранні білки плазматичної мембрани, білки лізосом і т. д. Дозрівають білки послідовно переміщаються по цистернах органели, в яких відбувається їх остаточне згортання.
Поділ білків на 3 потоки: 1. лізосомальний - глікозильовані білки (з маннозою) надходять до цис-відділу комплексу Гольджі, деякі з них фосфорилюються, утворюється маркер лізосомальних ферментів - манноза-6-фосфат. Надалі ці фосфорильовані білки не піддаватимуться модифікації, а потраплять у лізосоми. 2. конститутивний екзоцитоз (конститутивна секреція). У цей потік включаються білки та ліпіди, які стають компонентами поверхневого апарату клітини, у тому числі глікоколіксу, або вони можуть входити до складу позаклітинного матриксу. 3. Індукована секреція - сюди потрапляють білки, які функціонують за межами клітини, поверхневого апарату клітини, внутрішньому середовищіорганізму. Характерний секреторних клітин.
Закінчуючи розгляд будови і роботи такої складної мембранної органели, як апарат Гольджі, необхідно підкреслити, що незважаючи на морфологічну однорідність його компонентів, вакуолі і цистерни, насправді, це не просто скупчення бульбашок, а струнка, динамічна складно організована, поляризована система.
Лізосоми Зустрічаються у всіх клітинах, розсіяні за цитоплазмою. Будова: Одномембранні бульбашки різноманітної форми та розмірів; містять різні протеолітичні ферменти (близько 40). Функції: Беруть участь у внутрішньоклітинному травленні, тобто розщепленні великих молекул. Можуть руйнувати структури самої клітини, викликаючи її загибель - аутоліз.
Лізосоми були вперше описані в 1955 Крістіаном де Дювом в тваринній клітині, а пізніше були виявлені і в рослинній.
Лізосоми У рослин до лізосом за способом утворення частково і за функціями близькі вакуолі. Наявність лізосом характерна для клітин всіх еукаріотів. Упрокаріотлізосоми відсутні, тому що у них немаєфагоцитози немає внутрішньоклітинного травлення.
Ознаки лізосом Однією з ознак лізосом є наявність в них ряду ферментів (кислих гідролаз), здатних розщеплювати білки, вуглеводи, ліпідії нуклеїнові кислоти.
До ферментів лізосом відносяться катепсини (тканинні протеази), кисла рибонуклеаза, фосфоліпаза і ін. в лізосомах присутні ферменти, які здатні відщеплювати від органічних молекулсульфатні (сульфатази) або фосфатні (кисла фосфатаза) групи.
Утворення лізосом та їх типи Лізосоми формуються з бульбашок (везикул), що відокремлюються від апарату Гольджі, та бульбашок (ендосом), в які потрапляють речовини при ендоцитозі. В освіті аутолізосом (аутофагосом) беруть участь мембрани ендоплазматичного ретикулуму. Всі білки лізосом синтезуються на «сидячих» рибосомах зовнішній сторонімембран ендоплазматичного ретикулуму і потім проходять через його порожнину та через апарат Гольджі.
Лізосоми – гетерогенні органели, що мають різну форму, розміри, ультраструктурні та цитохімічні особливості. «Типові» лізосоми тварин клітин зазвичай мають сферичну або овальну форму. Число лізосом варіює від однієї (велика вакуоль у багатьох клітинах рослин та грибів) до кількох сотень або тисяч (у клітинах тварин).
Розрізняють первинні та вторинні лізосоми. Перші утворюються в області апарату Гольджі, в них знаходяться ферменти в неактивному стані, другі містять активні ферменти.
Серед лізосом можна також виділити гетеролізозоми (що перетравлюють матеріал, що надходить у клітину ззовні шляхом фаго-або піноцитозу) і аутолізосоми (руйнують власні білки або органоїди клітини).
Найбільш широко використовується наступна класифікація лізосом та пов'язаних з ними компартментів: Рання ендосома – до неї надходять ендоцитозні (піноцитозні) бульбашки. Пізня ендосома - до неї з ранньої ендосоми надходять бульбашки з матеріалом, поглиненим при піноцитозі, та бульбашки з апарату Гольджі з гідролазами.
класифікація Лізосома - в неї з пізньої ендосоми надходять бульбашки з сумішшю гідролаз і матеріалу, що перетравлюється.
класифікація Фагосома - до неї потрапляють більші частинки (бактерії тощо), поглинені шляхом фагоцитозу. Фагосоми зазвичай зливаються із лізосомою.
класифікація Аутофагосома - оточена двома мембранами ділянка цитоплазми, що зазвичай включає будь-які органоїди і утворюється при макроаутофагії. Зливається із лізосомою.
Класифікація Мультивезикулярні тільця - зазвичай оточені одинарною мембраною, містять усередині дрібніші оточені одинарною мембраною бульбашки. Утворюються в результаті процесу, що нагадує мікроаутофагію, але містять матеріал, отриманий ззовні. По стадії формування відповідають ранній ендосомі.
класифікація Залишкові тільця (телолізоми) - бульбашки, що містять неперетравлений матеріал (ліпофусцин). У нормальних клітинах зливаються із зовнішньою мембраною і шляхом екзоцитозу залишають клітину. При старінні чи патології накопичуються.
Функції лізосом перетравлення захоплених клітиною при ендоцитозі речовин або частинок (бактерій, інших клітин);
автоліз - самоперетравлення клітини, що призводить до її загибелі (іноді цей процес не є патологічним, а супроводжує розвиток організму або диференціювання деяких спеціалізованих клітин). Приклад: При перетворенні пуголовка на жабу, лізосоми, що знаходяться в клітинах хвоста, перетравлюють його: хвіст зникає, а речовини, що утворилися під час цього процесу, всмоктуються і використовуються іншими клітинами тіла. Функції лізосом
Клінічне значення. Хвороби, пов'язані з порушенням роботи лізосом Іноді через неправильну роботу лізосом розвиваються хвороби накопичення, при яких ферменти через мутації не працюють або працюють погано. Прикладом хвороб накопичення може бути амавротична ідіотія при накопиченні глікогену. Розрив лізосоми та вихід вгіалоплазму розщеплювальних ферментів супроводжується різким підвищенням їх активності. Такого роду підвищення активності ферментів спостерігається, наприклад, в осередках некроза при інфаркті міокарда та при дії випромінювання.
Вакуолі Вакуолі - одномембранні органоїди, являють собою «ємності», заповнені водними розчинамиорганічних та неорганічних речовин. В освіті вакуолей беруть участь ЕПС та комплекс Гольджі. Молоді рослинні клітини містять багато дрібних вакуолей, які потім у міру зростання та диференціювання клітини зливаються одна з одною і утворюють одну велику центральну вакуоль. Центральна вакуоль може займати до 95% об'єму зрілої клітини, ядро та органоїди відтісняються при цьому. клітинної оболонки. Мембрана, що обмежує рослинну вакуолю, називається тонопластом. Рідина, що заповнює рослинну вакуолю, називається клітинним соком. До складу клітинного сокувходять водорозчинні органічні та неорганічні солі, моносахариди, дисахариди, амінокислоти, кінцеві або токсичні продукти обміну речовин (глікозиди, алкалоїди), деякі пігменти (антоціани).
Вакуоль тваринної клітини рослинної клітинифагоцитозна травна аутофагічна скорочувальна Центральна вакуоль
Будова вакуолі тонопластклітинний сік вода нітрати фосфати хлориди моносахариди дисахариди таніни органічні кислоти солі органічних кислот p. H 2 -5 полісахариди білки
Функція №1 Підтримка тургорного тиску. Вакуоль функціонує як осмометр і надає клітині необхідну міцність і тургісцентність. Функція №2 Іноді у вакуолях містяться розчинні пігменти. У цю групу входять антоціани, що мають червоне, синє або пурпурове забарвлення, і деякі споріднені сполуки, пофарбовані в жовтий або кремовий колір. Саме ці пігменти, головним чином, і визначають забарвлення кольорів. Накопичення запасних речовин та «поховання» покидьків, тобто кінцевих продуктів метаболізму клітини. Іноді вакуолі руйнують токсичні чи непотрібні клітини речовини. Функція №
Пероксисоми - це дрібні бульбашки, що містять набір ферментів. Функції: 1) Пероксисоми містять білки на поверхні мембрани, який виконує функції в якості рецептора розпізнає сигнали на білку, що вноситься. З усіх білків пероксимом, більше відомий фермент із групи гідропероксидаз – каталаза 2) Беруть участь в обмінних реакціях: у метаболізмі ліпідів, холестерину та ін.
Пероксисоми Пероксисома (лат. peroxysoma) - обов'язкова органела еукаріотичної клітини, обмежена мембраною, що містить велика кількістьферментів, що каталізують окисно-відновні реакції (оксидази D-амінокислот, уратоксидази та каталази). Має розмір від 0, 2 до 1, 5 мкм, відокремлена від цитоплазми однією мембраною
Функції пероксисом Набір функцій пероксисом різниться у клітинах різних типів. Серед них: окислення жирних кислот, фотодихання, руйнування токсичних сполук, синтез жовчних кислот, холестерину, а також ефіровмісних ліпідів, побудова мієлінової оболонки нервових волокон, метаболізмі фітанової кислоти і т. д. Поряд з мітохондріями пероксисоми є головними споживачами O 2 у клітині. У пероксисомі зазвичай присутні ферменти, що використовують молекулярний кисень для відщеплення атомів водню від деяких органічних субстратів з утворенням перекису водню: Каталаза використовує утворюється для окислення безлічі субстратів - наприклад, мурашиної кислоти, формальдегіду та етанолу: Цей тип окисних реакційособливо важливий у клітинах печінки та нирок, пероксисоми яких знешкоджують безліч отруйних речовин, що потрапляють у кровотік. Майже половина етанолу, що надходить в організм людини, окислюється до ацетальдегіду цим способом. Крім того, реакція має значення для детоксикації клітини від самого перекису водню.
Немембранні органели Рибосоми зустрічаються у всіх типах клітин (включаючи і прокаріотичні). Можуть вільно лежати у цитоплазмі або з'єднуватися з мембранами ЕПС. Є в мітохондріях, пластидах. Будова: Невеликі сферичні тільця, утворені двома нерівними субодиницями – великою та малою, які складаються з 3 -4 молекул рибосомальної РНК та понад 50 молекул білків. У рибосомах завжди є й іони магнію, які підтримують їхню структуру. Функції: синтез поліпептидних ланцюжків (другий етап синтезу білка – трансляція).
Клітинний центр Зустрічається майже у всіх клітинах тварин (крім деяких видів найпростіших) та деяких рослин. Відсутня у квіткових та нижчих грибів. Будова: Складається із двох центріолей, розташованих перпендикулярно другу. Центріоль – невелика циліндрична органела, стінку якої утворює 9 груп (триплетів) з трьох мікротрубочок, що злилися. Функції: бере участь у освіті веретена поділу (ахроматинового веретена). Центріолі утворюють базальні тільця вій, джгутиків.
Мікротрубочки та Мікрофіламенти Будова: Складна системаниток, що пронизує всю цитоплазму. Нитки формуються з молекул різних скорочувальних білків (міозин, тубулін та ін.). Функції: разом з деякими іншими елементами формують цитоскелет клітини забезпечують внутрішньоклітинний рух органел, а також рух клітин, скорочення м'язових волокон формують нитки мітотичного веретена
Червоне - ядро Зелене - мікротрубочки Жовте - апарат Гольджі
Атлас: анатомія та фізіологія людини. Повне практичний посібникОлена Юріївна Зігалова
Мембранні органели. Транспорт через мембрани
Для клітин людини характерна наявність величезної кількості внутрішньоклітинних мембран, що утворюють кілька компартментів (від англ. compartment - "відділення, купе"), що відрізняються один від одного будовою та функцією: цитозоль, ядро, ендоплазматичний ретикулум, комплекс Гольджі, мітохондрії, лізосоми, пероксисоми. Завдяки наявності цих елементів у клітині одночасно протікає велика кількість різноманітних біохімічних реакцій.
Всі мембранні органели побудовані з елементарних мембран, принцип будови яких аналогічний до описаної вище будови плазмолеми. Поглинання клітинами макромолекул і частинок відбувається шляхом ендоцитозу (від грец. endon - "всередині", kytos - "клітина"), виділення - шляхом екзоцитозу (від грец. ехо - "поза", kytos - "клітина").
Однією з найважливіших функційПлазмолеми є транспорт. Нагадаємо, що звернені один до одного гідрофобні «хвости» ліпідів перешкоджають проникненню полярних водорозчинних молекул. Розрізняють два види транспорту: пасивний та активний. Перший не потребує витрат енергії, другий енергозалежний. Як правило, внутрішня (цитоплазматична) поверхня мембрани несе негативний зарядщо полегшує проникнення в клітину позитивно заряджених іонів. Вода надходить у клітину шляхом осмосу(від грец. osmos – «поштовх, тиск»), який є повільним проникненням води через напівпроникну мембрану, що розділяє два розчини різної концентрації. В результаті концентрація цих двох розчинів вирівнюється.
Дифузія(від лат. diffusion – «поширення, розтікання») – це перехід іонів або молекул, викликаний їх броунівським рухом через мембрани із зони, де ці речовини перебувають у вищій концентрації, в зону з нижчою концентрацією до тих пір, поки концентрації по обидві сторони мембрани вирівнюються. Специфічні транспортні білки, вбудовані в мембрану, переносять через неї невеликі полярні молекули, причому кожен білок здійснює транспорт одного класу молекул або лише одного з'єднання. Деякі трансмембранні білки утворюють канали. Активний транспорт здійснюють білки-переносники, при цьому витрачається енергія, одержувана внаслідок гідролізу АТР (аденозинтрифосфатної кислоти) або протонного потенціалу. Активний транспорт відбувається проти концентрації градієнта. Для здійснення біохімічних реакцій необхідно надходження речовин у клітину шляхом ендоцитозута виведення продуктів обміну екзоцитозу.
Ендоцитоз.Існує кілька способів ендоцитозу. Надходження рідких колоїдних частинок називається піноцитозом, а великих твердих частинок- Фагоцитоз. Для того, щоб зовнішні молекули надійшли в клітину, вони повинні бути спочатку пов'язані рецепторами глікоколіксу. Цитолемма починає вплутуватися, потім її краї зближуються і стуляються, відщеплюючи бульбашку, що несе в собі захоплені молекули. Утворюється ендреома, яка занурюється у цитоплазму та зустрічається з лізосомами. Їхні мембрани зливаються. У вторинній лізосомі речовини, що надійшли в клітину, піддаються розщепленню.
Екзоцитоззабезпечує виведення великомолекулярних сполук. Спочатку вони сегрегуються в комплексі Гольджі у вигляді транспортних бульбашок і прямують до клітинної поверхні. Мембрана бульбашки вбудовується в цитолемму, і вміст бульбашки виявляється поза клітини.
Відомі два різновиди ендоцитозу: фагоцитоз -поглинання частинок (від грец. phagos - "пожирає" і kytos - "клітина") і піноцитоз -поглинання розчинених речовин (від грец. Pino - "п'ю"). Фагоцитована частинка, поміщена в мембрану, називається фагосомою. У процесі ендо- і екзоцитозу речовини, що транспортуються, укладені в мембранні бульбашки.
Ендоплазматична мережа, або ендоплазматичний ретикулум(ЕР), є єдиною безперервною порожниною, обмеженою мембраною, що утворює безліч інвагінацій і складок ( див. рис. 1). Тому на електронограмах ендоплазматична мережа виглядає у вигляді множини трубочок, плоских або округлих цистерн, мембранних бульбашок. Розрізняють два типи ЕР: гранулярний та агранулярний. Обернена до цитозолю сторона першого покрита рибосомами, другого позбавлена їх. Функція гранулярного ЕР: синтез білків рибосомами та транспорт білків, гладкого синтез та обмін вуглеводів та ліпідів (стероїдних гормонів, глікогену, холестеролу) та знешкодження (гепатоцити), синтез хлоридів, з яких у шлунку утворюється соляна кислота. Будучи депо іонів кальцію, гладкий ЕР бере участь у м'язовому скороченні; відмежовує майбутні тромбоцити у мегакаріоцитах. Однією з найважливіших функцій ЕР є синтез мембранних білків та ліпідів для всіх клітинних органел.
Комплекс, або апарат Гольджі(КГ), являє собою сукупність цистерн, бульбашок, пластинок, трубочок, мішечків, обмежених мембраною, в яких накопичуються та упаковуються синтезовані продукти ( див. рис. 1). Ці продукти за допомогою елементів комплексу виводяться з клітини, крім того, у них відбувається синтез полісахаридів, утворення білково-вуглеводних комплексів і модифікація молекул, що переносяться. У світловому мікроскопі КГ виглядає як сіточки чи системи канальців і вакуолей. КГ є у всіх клітинах людини, крім еритроцитів та рогових лусочок епідермісу. У більшості клітин КГ розташований навколо або поблизу ядра. У КГ виявляються три мембранні елементи: сплощені мішечки (цистерни), бульбашки та вакуолі. КГ – тривимірна структура чашоподібної форми, що складається з кількох (від однієї до кількох сотень) диктіосом (від грец. dyktion – «мережа»). Кожна диктіосома містить 4–8 (у середньому 6) паралельних сплощених цистерн, що лежать, пронизаних порами з розширеними кінцями, від яких відщеплюються вакуолі, що містять синтезовані речовини. Цистерни асоційовані з безліччю мембранних бульбашок, а також із більшими секреторними гранулами. Елементи комплексу Гольджі пов'язані між собою каналами.
Мембрани комплексу Гольджі утворюються та підтримуються гранулярним ендоплазматичним ретикулумом, у якому синтезуються мембранні компоненти Вони переносяться транспортними бульбашками, що відбруньковуються від ЕР, і зливаються з КГ, від якого постійно відгалужуються секреторні бульбашки, а мембрани цистерн постійно оновлюються. Вони постачають глікоколікс та синтезовані речовини до плазмолеми, таким чином забезпечується і оновлення плазмолеми. Однією з найважливіших функцій КГ є сортування білків.
Лізосоми– мембранні органели, що містять близько 50 видів різних гідролітичних ферментів, що синтезуються на рибосомах гранулярного ендоплазматичного ретикулуму, звідки переносяться транспортними бульбашками у КГ, де вони видозмінюються. Від поверхні КГ відбруньковуються первинні лізосоми. Усі лізосоми клітини формують єдиний лізосомний простір, у якому постійно підтримується кисле середовище рН коливається в межах 3,5–5,0. Мембрани лізосом стійкі до ув'язнених у них ферментів і оберігають цитоплазму від їхньої дії.
Розрізняють чотири функціональні формилізосом. Первинні лізосоми, що відбруньковані від комплексу Гольджі, зливаючись з фагосомою, утворюють вторинну лізосому(фаголізосому), у якій відбувається перетравлення поглинених речовин до мономерів. Останні транспортуються через лізосомальну мембрану цитозоль. Неперетравлені речовини залишаються в лізосомі, внаслідок чого утворюється залишкове тільце. Крім того, лізосоми перетравлюють пошкоджені структури власної клітини ( аутолізосома).
Пероксисомиявляють собою бульбашки діаметром від 0,2 до 0,5 мкм, оточені мембранами, що містять окисні ферменти (близько 40% всіх білків складає каталаза), що виробляють та руйнують перекис водню. Вони використовують молекулярний кисень.
Мітохондрії, що є «енергетичними станціями клітини», беруть участь у процесах клітинного дихання та перетворення енергії у форму, доступну для використання клітиною. У світловому мікроскопі мітохондрії виглядають у вигляді округлих, подовжених або паличкоподібних структур довжиною 0,3-5,0 мкм та шириною 0,2-1,0 мкм. Кількість, розміри та розташування мітохондрій залежать від функції клітини, її потреби в енергії. Так, у кожній печінковій клітині їх кількість досягає 2500. За допомогою електронної мікроскопіївстановлено, що мітохондрії є органелами з подвійними мембранами ( рис. 5). Між зовнішньою та внутрішньою мітохондріальними мембранами розташовано міжмембранний простір. Внутрішня мембрана утворює численні складки або кристи, завдяки яким внутрішньої мембрани різко зростає. на внутрішньої поверхніхрист лежить безліч електроннощільних субмітохондріальних елементарних частинок(До 4000 на 1 мкм 2 мембрани), що мають форму гриба. У просторі, обмеженому внутрішньою мітохондріальною мембраною, знаходиться дрібнозернистий матрикс.
Мал. 5. Мітохондрія (за Б. Албертсом та ін; за К. де Дюву, з ізм.). I – загальна схемабудови: 1 – зовнішня мембрана; 2 – внутрішня мембрана; 3 – кристи; 4 – матрикс; II – схема будови кристи: 5 – складка внутрішньої мембрани; 6 – грибоподібні тільця
Мітохондрії містять власну ДНК, РНК та рибосоми, які знаходяться у матриксі. Таким чином, мітохондрії забезпечені власною генетичною системоюнеобхідної для їх самовідтворення та синтезу білків. Слід наголосити, що мітохондріальні ДНК, РНК і рибосоми відрізняються від таких своєї клітини і дуже подібні до прокаріотичних.
УВАГА
У ссавців, зокрема й людини, мітохондріальний геном успадковується від матері.
Мітохондрії розмножуються шляхом поділу вже існуючих незалежно від поділу інших мітохондрій та самої клітини.
У клітинах постійно відбувається метаболізм(від грец. metabole – «зміна, перетворення»), або обмін речовин, який є сукупністю процесів асиміляції(Реакції біосинтезу складних біологічних молекул з більш простих) і дисиміляції(Реакції розщеплення). В результаті дисиміляції звільняється енергія, укладена в хімічних зв'язкахречовин. Ця енергія використовується клітиною для здійснення різної роботи, зокрема і асиміляції. Нагадаємо, що енергія не виникає і не знищується, вона лише переходить з одного виду до іншого, придатний для виконання роботи. Клітина використовує енергію, укладену у хімічних зв'язках амінокислот, моносахаридів та жирних кислот. Вони утворюються в результаті травлення з білків, вуглеводів та жирів і надходять у клітину.
Розглянемо енергетичний обмін з прикладу розщеплення глюкози. Глюкоза транспортується через плазматичну мембрану, і в цитоплазмі відбувається її безкисневе розщеплення, або гліколіз. Гліколіз- це багатоступінчастий ферментативний процес, в результаті якого з однієї молекули глюкози утворюються дві молекули піровіноградної кислоти і дві молекули АТР (з урахуванням двох молекул АТР, що витрачаються для здійснення реакцій). Пировиноградная кислота піддається подальшому окисленню (аеробному за участю кисню) в мітохондріях, у яких є ланцюга ферментів, що каталізують реакції синтезу АТР (аденозинтрифосфат). АТР є універсальним переносником та основним акумулятором енергії в клітині. Енергія полягає у високоенергетичних зв'язках між залишками фосфорної кислоти.
При відщепленні від АТР однієї фосфатної групи утворюються АДР (аденозиндифосфатна кислота) та фосфат і виділяється вільна енергія, яка використовується клітиною для здійснення роботи. У мітохондріях АДР, з'єднуючись із залишком фосфорної кислоти, перетворюється на АТР. В результаті гліколізу звільняється лише близько 5% енергії, решта звільняється в мітохондріях у процесі аеробного окислення та запасається в АТР. У розрахунку одну молекулу глюкози утворюється 36 молекул АТР.
Ядро –основна клітинна структура, є у всіх клітинах людини, крім еритроцитів та тромбоцитів. У більшості клітин його форма куляста або овоїдна, проте зустрічаються й інші форми ядра (кільцеподібне, паличкоподібне, веретеноподібне, чіткоподібне, бобоподібне, сегментоване, поліморфне та ін.). Розміри ядер коливаються у межах від 3 до 25 мкм. Найбільше ядро має яйцеклітина. Більшість клітин людини одноядерні, однак є двоядерні (наприклад, деякі нейрони, гепатоцити, кардіоміоцити), а деякі структури багатоядерні (м'язові волокна міосимпласти).
У ядрі розрізняють наступні структури: ядерну оболонку, хроматин, ядерце та нуклеоплазму. Ядро оточене ядерною оболонкою, що складається з внутрішньої та зовнішньої ядерних мембран товщиною 8 нм кожна, розділених перинуклеарним простором (або цистерної ядерної оболонки) шириною 20-50 нм. Обидві є елементарними клітинними мембранами. До зовнішньої, яка переходить у гранулярний ендоплазматичний ретикулум, прикріплені рибосоми. Перинуклеарний простір становить єдину порожнину з ендоплазматичним ретикулумом ( див. рис. 1).
Ядерна оболонка пронизана безліччю розташованих впорядковано ядерних пір округлої форми діаметром 50-70 нм, які в загальної складностізаймають до 25% поверхні ядра. Через ядерні пори здійснюється вибірковий транспорт великих частинок, а також обмін речовин між ядром і цитозолем.
У живих клітинах каріоплазма (нуклеоплазма) гомогенна (крім ядерця). Після фіксації та обробки тканин для світлової чи електронної мікроскопії в ній стають видними два типи хроматину (від грец. chroma – «фарба»); гетерохроматин (неактивний), що добре фарбується, і світлий еухроматин (активний).
У ядрі, що ділиться, хроматин спіралізується, утворюючи хромосоми. Хроматин ядра, що не ділиться, і хромосоми, що ділиться, утворені дезоксирибонуклеїновою кислотою (ДНК), пов'язаною з РНК і білками (гістонами і негістоновими). Слід підкреслити хімічну тотожність хроматину та хромосом.
У соматичних клітинахє по дві копії кожної хромосоми, їх називають гомологічними. Вони однакові за довжиною, формою, будовою, розташуванням смуг і несуть ті самі гени, які локалізовані однаково. Нормальний каріотиплюдини (від грец. karyon - "ядро горіха", typos - "зразок") включає 22 пари аутосом і одну пару статевих хромосом (ХХ жінки або XV чоловіки) ( рис. 6).
Мал. 6. Каріотип людини (здорового чоловіка). I – каріотип, загальний вигляд; II – метафазні хромосоми
Генділянка ДНК, що характеризується певною послідовністю нуклеотидів, відповідальна за синтез специфічного білка. Ген є елементарною одиницею спадковості.
Ядрішко (одне або кілька) виявляється у всіх ядрах, що не діляться, у вигляді щільного інтенсивно забарвлюючого округлого однорідного базофільного тільця, величина якого пропорційна інтенсивності білкового синтезу. У ядерці утворюються рибосоми. Ядерний сік - електронносвітла частина ядра, що не фарбується, - колоїдний розчин білків, що оточує хроматин і ядерце.
З книги Весела зарядка для язичка автора Ольга НовіковськаТРАНСПОРТ ЯКИЙ БУВАЄ ТРАНСПОРТ Подивіться, літак Відправляється в політ. Літак летить, гуде, Сміливий льотчик у ньому сидить. це
З книги Весела зарядка для язичка автора Ольга НовіковськаЯКИЙ БУВАЄ ТРАНСПОРТ Подивіться, літак Відправляється в політ. Літак летить, гуде, Сміливий льотчик у ньому сидить. парашут.Вниз нас
З книги Медична фізика автора Віра Олександрівна Подколзіна З книги Гістологія автора В. Ю. Барсуков1. Введення у курс гістології. Органели клітини Гістологія – наука про будову, розвиток та життєдіяльність тканин живих організмів. Отже, гістологія вивчає один із рівнів організації живої матерії – тканинний. Основним об'єктом гістології в системі
З книги Гістологія автора В. Ю. Барсуков4. Морфологія та функції органели клітини (продовження) Лізосоми – найбільш дрібні органели цитоплазми, являють собою тільця, обмежені біліпідною мембраною. Функція лізосом – забезпечення внутрішньоклітинного травлення, тобто розщеплення як екзогенних, так і
З книги Нормальна фізіологія автора Микола Олександрович АгаджанянГазообмін та транспорт газів Газообмін О2 та СО2 через альвеолярно-капілярну мембрану відбувається за допомогою дифузії, яка здійснюється у два етапи. На першому етапі дифузійне перенесення газів відбувається через аерогематичний бар'єр, на другому – відбувається
З книги Жива вода. Секрети клітинного омолодження та схуднення автора Людмила РудницькаЗМІЦНЮЄМО МЕМБРАНИ КЛІТИН ТРЕНУВАННЯМИ Про користь фізичних вправсказано багато. Регулярні заняття спортом покращують роботу судинної системи, нормалізують тиск та рівень цукру, збільшують м'язову масу, спалюють жир. Саме при тренуваннях змінюється наш
З книги Таємна мудрість людського організму автора Олександр Соломонович ЗалмановМембрани Життя - це вічний рух рідин між клітинами та всередині клітин. Зупинка цього руху призводить до загибелі. Часткове уповільнення руху рідин у якомусь органі викликає частковий розлад. Загальне уповільнення поза- та внутрішньоклітинних рідин
Через сто років я молодий 20-річний Я – Дух Божий, по святій волі Бога постійно здоровію-міцнію, постійно здоровіють-міцніють нерви, постійно розвиваюся, прискорюю Богом дане постійне зцілення-омолодження, завжди стаю 20-річним. Я і через п'ять років 20-річний. Я і через
З книги Все дихальні гімнастики. Для здоров'я тих, кому… автора Михайло Борисович ІнгерлейбГлава 3. Транспорт газів кров'ю «Переносником» кисню від легень до тканин і органів та вуглекислого газувід тканин та органів до легень є кров. У вільному (розчиненому) стані переноситься настільки мала кількість газів, що їм можна сміливо знехтувати при
З книги Гарний зір- Ясний розум на довгі роки! Найдавніші практики Сходу автора Андрій Олексійович ЛевшиновВдих - через ніс, видих - через рот Навчіться дихати черевним диханням так, щоб вдихати носом, а видихати ротом (рот при цьому лише трохи відкритий, губи складені на кшталт маленької трубочки) - м'яко, плавно, без
З книги Наука про дихання індійських йогів автора Вільям Волкер АткінсонГлава VI ДИХАННЯ ЧЕРЕЗ НІЗДИ ТА ДИХАННЯ ЧЕРЕЗ РОТ Один із перших уроків науки дихання йогів присвячується тому, щоб навчитися дихати носом і перемогти звичайну звичку- Дихати ротом. Дихальний механізм людини дозволяє йому дихати і носом і ротом, але для нього справа істинна
З книги Змови сибірської цілительки. Випуск 33 автора Наталія Іванівна Степанова З книги Гірі. Спорт сильних та здорових автора Олексій Іванович ВоротинцевБлок кидків через голову (кидки через голову) Кидок через голову - перекидання гирі через голову з її прийомом тієї ж рукою з поворотом тулуба на 180°. Всі кидки через голову виконуються з поворотом тулуба на 180 °, тому при назві кидка поворот