Строение аппарата Гольджи

Вопрос 1

Клетка- это наименьшая структурная и функциональная единица живого.

Клетка активно реагирует на раздражение, выполняет функции роста и размножения, способна к самовоспроизведению и передаче генетической информации потомкам, к регенерации и приспособлению к окружающей среде.

В организме человека различают около 200 типов клеток, которые отличаются друг от друга формой, строением, химическим составом, характером обмена веществ. И каждая клетка представляет собой целостную живую систему. Она состоит из 3х неразрывно связанных между собой частей: цитоплазмы, ядра и цитолеммы( плазматической мембраны)

Цитоплазма состоит из полупрозрачной гиалоплазмы ( от лат. Hyalinos-прозрачный) - основного вещества цитоплазмы и находящихся в ней органелл и включений.

Гиалоплазма- сложная система, которая заполняет пространство между клеточными органеллами.

Состав-вода (90%), белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, полисахариды, нуклеотиды, соли. Гиалоплазма объединяет различные структуры клетки и обеспечивает их взаимодействие.

Органеллы- структуры клетки , выполняющие определённые, жизненноважные функции. Различают органеллы общего назначения(во всех клетках) и специальные( в специализированных), мембранные и немембранные.

Мембранные органеллы :
эндоплазматическую сеть , Комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы, пероксисомы.

Эндоплазматическая сеть, строение, виды ЭПС.

Впервые эндоплазматический ретикулум был обнаружен американским учёным К. Портером в 1945 году посредством электронной микроскопии.

Эндоплазматический ретикулум (ЭПР) (лат. reticulum — сеточка) или эндоплазматическая сеть (ЭПС) — внутриклеточный органоид эукариотической клетки, представляющий собой разветвленную систему соединённых между собой каналов и полостей, ограниченных одинарной мембраной. Мембрана ЭПС тоньше чем плазмалемма и содержит более высокую концентрации. белка.

На поверхности мембран ЭПС происходит большая часть реакций метаболизма, протекающих в клетке. ЭПС разделяет цитоплазму на отдельные отсеки. по каналам ЭПС происходит упорядоченный обмен веществами и энергией между различными компонентами клетки.

ЭПС – генератор мембран для плазмолеммы, аппарата гольджи и лизосом.

Гранулярная или шероховатая ЭПС.

Наружная обращенная к цитоплазме, сторона гранулярной ЭПС покрыта рибосомами (которая имеют вид мелких гранул; поступают из ядра благодаря связи мембраны с наружной мембраны ядра).

Гранулярная ЭПС – образована уплощенными мембранными цистернами и трубочками на наружной поверхности которых располагаются рибосомы и полисомы, придающие мембране зернистый вид.

Мембраны содержат белки (которые обеспечивают связывание рибосом, уплощение цистерн).

Полость гранулярной ЭПС сообщается с перенуклеарным пространством. Благодаря гранулярной ЭПС происходит отделение вновь синтезированных белковых молекул от гиалоплазмы.

Гранулярная ЭПС хорошо развита в клетках, специализирующихся на белковом синтезе.

ФУНКЦИИ :

 1)биосинтез всех мембранных белков, предназначенных для экспорта из клетки.

2) В гранулярной ЭПС происходит посттрансляционный процессинг белков. (созревание белка). Белки приобретают характер для них третичную или четвертичную структуру. потом транспортируются в комплекс гольджи - > потом в другие органоиды.

3) Обеспечивает транспорт синтезируемых веществ в аппарат гольджи.

Гладкая или агранулярная ЭПС.

Не имеет рибосом. Состоит из сильно ветвящихся канальцев и мелких вакуолей диаметром 20-100 нм. гладкая ЭПС - трёхмерная замкнутая сеть мембранных анастамозирующих трубочек, канальцев, цистерн и пузырьков диаметром 20-100 нм, на поверхности которых рибосомы отсутствует.

На цитоплазмотической поверхности гладкой ЭПС синтезируется большая часть липидов клетки, которые вход в состав всех её мембран. Часть синтезируемая на гладкой ЭПС белков и липидов встраивается в неё, но увеличения общей площади мембраны при этом не происходит. На гладкой ЭПС совершается синтез и распад многих углеводов, включая полисахариды, образующие стероидные гормоны.

Гладкая ЭПС наиболее развита в клетках с интенсивным жировыми углеводным обменом.

ФУНКЦИИ:

1. синтез липидов; (на мембранах)

2. синтез гликогена (в клетках печени)

3. синтез холестерина и других стероидов

4. компартментализация (эпс разделет клетку на отдельные отсеки)

5. транспорт синтезируемых веществ

Комплекс Гольджи

Комплекс, или аппарат, Гольджи назван так в честь открывшего его ученого. Это клеточная органелла имеет вид комплекса полостей, ограниченных одинарными мембранами. В растительных клетках и у простейших представлен несколькими отдельными более мелкими стопками (диктиосомами).

Строение аппарата Гольджи

Комплекс Гольджи по внешнему виду, видимому в электронный микроскоп, напоминает стопку наложенных друг на друга дискообразных мешочков, около которых находится множество пузырьков. Внутри каждого «мешка» находится узкий канал, расширяющийся на концах в так называемые цистерны (иногда цистерной называют весь мешочек). От них отпочковываются пузырьки. Вокруг центральной стопки формируется система взаимосвязанных трубочек. С наружней, имеющей несколько выпуклую форму, стороны стопки образуются новые цистерны путем слияния пузырьков отпочковывающихся от гладкой эндоплазматической сети. На внутренней стороне цистерны завершают свое созревание и распадаются снова на пузырьки. Таким образом, цистерны (мешочки стопки) Гольджи перемещаются от наружней стороны к внутренней.

Часть комплекса, располагающаяся ближе к ядру, называется «цис». Та, что ближе к мембране, – «транс».

Функция-накопление продуктов, синтезированных ЭПС, и выведение образовавшихся веществ за пределы клетки, также формирование лизосом и пероксисом.

Активность комплекса Гольджи высока в секреторных клетках. Белки, поступающие из ЭПС, концентрируются в аппарате Гольджи, затем переносятся к мембране в пузырьках Гольджи. Ферменты секретируются из клетки путем обратного пиноцитоза.

Лизосомы

Лизосома — это одномембранный органоид эукариотической клетки, имеющий в основном шаровидную форму и не превышающий по размеру 1 мкм. Характерны для клеток животных, где могут содержаться в больших количествах (особенно в клетках, способных к фагоцитозу). В растительных клетках многие функции лизосом выполняет центральная вакуоль.

Строение лизосомы

Элементарная мембрана лизосомы отграничивает от цитоплазмы несколько десятков гидролитических (пищеварительных) ферментов, расщепляющих белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты. Ферменты относятся к группам протеаз, липаз, нуклеаз, фосфатаз и др.

В отличие от гиалоплазмы, внутренняя среда лизосом имеет кислую реакцию, а содержащиеся здесь ферменты активны только при низком pH.

Изоляция ферментов лизосом необходима, иначе, оказавшись в цитоплазме, они могут разрушить клеточные структуры.

Было обнаружено, что среди различных по морфологии лизосомных частиц можно выделить по крайней мере четыре типа: первичные лизосомы, вторичные лизосомы, аутофагосомы и остаточные тельца.

1. Первичные лизосомы (гидролазные пузырьки) – округлые пузырьки небольшого размера , с мелкозернистым, гомогенным, плотным матриксом. Надежная идентификация первичных лизосом возможна только при гистохимическом выявлении характерных ферментов (кислая фосфатаза). Первичные лизосомы – неактивные структуры, еще не вступившие в процессы расщепления субстратов.

2. Вторичные лизосомы – органеллы, активно участвующие в процессах внутриклеточного переваривания. Диаметр вторичных лизосом обычно составляет 0.5-2 мкм, их форма и структура могут существенно варьировать в зависимости от перевариваемого субстрата, но обычно содержимое вторичных лизосом гетерогенно. Вторичная лизосома – результат слияния первичной лизосомы с фагосомой или аутофагосомой.

3. Фаголизосома формируется путем слияния первичной лизосомы с фагосомой - мембранным пузырьком, содержащим материал, захваченный клеткой извне. Процесс разрушения этого материала называется гетерофагией.

4. Аутофаголизосома образуется при слиянии первичной лизосомы с аутофагосомой - мембранным пузырьком, содержащим собственные компоненты клетки, которые подлежат разрушению. Источником мембраны, окружающей клеточные компоненты, служит ЭПС. Процесс переваривания внутриклеточного материала называется аутофагией.

Образование лизосом

Лизосомы образуются в комплексе Гольджи. Ферменты (по-сути белки) лизосом синтезируются на шероховатой эндоплазматической сети, после чего транспортируются в Гольджи с помощью везикул (пузырьков, ограниченных мембраной). Здесь белки модифицируются, приобретают свою функциональную структуру, упаковываются в другие пузырьки – первичные лизосомы, – которые отрываются от аппарата Гольджи. Далее, превращаясь во вторичные лизосомы, выполняют функцию внутриклеточного переваривания. В некоторых клетках первичные лизосомы секретируют свои ферменты за пределы цитоплазматической мембраны.

Пероксисомы- небольшие овальной формы тельца, содержащие ферменты, разрушающие пероксид водорода ( Н2О2) , который токсичен для клетки.

Эндоплазматическая сеть, Комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы-представляют собой единую, ограниченную мембранами вакуолярную систему клетки, участвующую в синтезе и транспорте различных , важных для жизнедеятельности клетки веществ.

Митохондрии( от греч. mitos-нить; chondrion - зерно, гранула), называют «энергетическими станциями клетки» . Это палочковидные, нитевидные или шаровидные органеллы, диаметром около 0,5 мкм, длинной от 1до 10 мкм. Они хорошо видны в световой микроскоп. Они ограничены не одной мембраной, а двумя. Наружная мембрана ровная и ограничивает митохондрию от гиалоплазмы. А внутренняя ограничивает содержимое митохондрии и образует многочисленные складки, выпячивания - гребни (кристы)

Функция- синтез АТФ( аденозинтрифосфорной кислоты)-важного для функций клеток энергетического материала.

К немембранным органеллам относят опорный аппарат, клеточный центр, микрофиламенты, микротрубочки, рибосомы.

Опорный аппарат( цитоскелет) обеспечивает клетке способность сохранять форму, а также осуществлять направленные движения. Цитоскелет представлен белковыми нитями.

Микрофиламенты

Микрофиламенты - субмикроскопические немембранные органеллы общего назначения, выполняющие роль цитоскелета.

В зависимости от строения и функции микрофиламенты делятся на:

1) Собственно микрофиламенты;

2) Промежуточные микрофиламенты.

Собственно микрофиламенты - характерны практически для всех клеток и локализованы в кортикальном слое цитоплазмы непосредственно под плазмолеммой.

Строение - это тонкие волокна, диаметром от 5 до 7 нм, состоящие из белков: актина, миозина, тропомиозина, a-актинина.

Функции - собственно микрофиламенты, являются внутриклеточным сократительным аппаратом, который обеспечивает не только подвижность клетки, а и большинство внутриклеточных движений, потоки цитоплазмы, движение вакуолей, митохондрий, деление клеток.