Апаратът на Голджи е важен органел, който присъства в почти всяка клетка. Може би единствените клетки, които нямат този комплекс, са червените кръвни клетки на гръбначните. Функциите на тази структура са много разнообразни. Именно в резервоарите на апарата се натрупват всички съединения, произведени от клетката, след което се извършва тяхното по-нататъшно сортиране, модификация, преразпределение и транспорт.

Въпреки факта, че апаратът на Голджи е открит през 1897 г., до днес някои от неговите функции се изучават активно. Нека разгледаме по-подробно характеристиките на неговата структура и функциониране.

Апарат на Голджи: структура

Тази органела е колекция от мембранни цистерни, които са плътно долепени една до друга, наподобяващи стек. За структурна и функционална единица тук се приема диктиозомата.

Диктиозомата е отделен, самостоятелна частАпарат на Голджи, който се състои от 3 - 8 цистерни, плътно разположени една до друга. Купчина от тези мембранни цистерни е заобиколена от система от малки вакуоли и везикули - така се извършва транспортирането на вещества, както и комуникацията на диктиозомите помежду си и други клетъчни структури. По правило те имат само една диктиозома, докато в растителните структури може да има много от тях.

В диктиозомата е обичайно да се разделят два края - цис и транс страни. Цис страната е обърната към ядрото и гранулирания ендоплазмен ретикулум. Синтезираните протеини и други съединения се транспортират тук под формата на мембранни везикули. В този край на диктиозомата постоянно се образуват нови цистерни.

Напречните странични лица Като цяло са малко по-широки. Това включва съединения, които вече са преминали през всички етапи на модификация. От долния резервоар непрекъснато се отделят малки вакуоли и везикули, които транспортират вещества до желаните органели на клетката.

Апарат на Голджи: функции

Както вече споменахме, функциите на органела са много разнообразни.

  • Тук се извършва модификацията на новосинтезирани протеинови молекули. В повечето случаи към протеиновата молекула е прикрепен въглехидратен, сулфатен или фосфорен радикал. По този начин апаратът на Голджи е отговорен за образуването на протеинови ензими и лизозомни протеини.
  • Апаратът на Голджи е отговорен за транспортирането на модифицирани протеини до определени области на клетката. Малки мехурчета, съдържащи готови протеини, непрекъснато се отделят от транс страната.
  • Тук се образуват и транспортират всички лизозомни ензими.
  • В кухините на резервоарите се натрупват липиди и впоследствие образуването на липопротеини - комплекс от протеинови и липидни молекули.
  • Апаратът на Голджи на растителна клетка е отговорен за синтеза на полизахариди, които след това се използват за образуване на растението, както и слуз, пектини, хемицелулоза и восъци.
  • След деленето на растителната клетка комплексът Голджи участва в образуването на клетъчната пластина.
  • В сперматозоидите тази органела участва в образуването на ензими на акрозома, с помощта на които мембраните на яйцето се разрушават по време на оплождането.
  • В клетките на протозойните представители комплексът Голджи е отговорен за образуването, което регулира

Разбира се, това не е пълен списък на всички изпълнявани функции. Съвременните учени все още провеждат голямо разнообразие от изследвания, използвайки най-новите технологии. Вероятно списъкът с функции на комплекса Голджи ще нарасне значително през следващите няколко години. Но днес можем да кажем със сигурност, че този органел поддържа нормалното функциониране както на клетката, така и на целия организъм като цяло.

Комплексът Голджи е открит през 1898 г. Тази мембранна структура е предназначена да отделя съединения, които се синтезират в ендоплазмения ретикулум. След това ще разгледаме по-подробно тази система.

Комплекс Голджи: структура

Устройството представлява пакет от мембранни резервоари с формата на диск. Тези чанти са леко разширени към краищата. Системата на везикулите на Голджи е свързана с цистерните. В животинските клетки има един голям или няколко стека, които са свързани с тръби; в растителните клетки се откриват диктиозоми (няколко отделни купчини). Комплексът Голджи включва три части. Те са заобиколени от мембранни везикули:

  • цис-компартмент най-близо до ядрото;
  • медиален;
  • транс отдел (най-отдалечен от ядрото).

Тези системи се различават по своя ензимен набор. В cis отдела първата торбичка се нарича „спасителен резервоар“. С негова помощ рецепторите, които идват от ендоплазмения междинен ретикулум, се движат обратно. Ензимът в цис секцията се нарича фосфогликозидаза. Добавя фосфат към манозата (въглехидрат). Медиалното отделение съдържа два ензима. Това са по-специално меннадиазата и N-ацетилглюкозамин трансферазата. Последният добавя глюкозамини. Ензими на транс отдела: пептидаза (извършва протеолиза) и трансфераза (с негова помощ се осъществява прехвърлянето на химични групи).

Комплекс Голджи: функции

Тази структура осигурява разделянето на протеините в следните три потока:

  1. Лизозомни. Чрез него гликозилираните протеини проникват в цис-компартмента на апарата на Голджи. Някои от тях са фосфорилизирани. В резултат на това се образува маноза-6-фосфат - маркетлизозомни ензими. В бъдеще тези фосфолирани протеини ще навлязат в лизозомите и няма да бъдат модифицирани.
  2. Конститутивна екзоцитоза (секреция). Този поток включва протеини и липиди, които са станали компоненти на повърхностния клетъчен апарат, включително гликокаликса. Тук също присъстват съединения, които са част от извънклетъчния матрикс.
  3. Индуцируема секреция. В този поток проникват протеини, които функционират извън клетката, повърхностния апарат и във вътрешната среда на тялото. Индуцираната секреция е характерна за секреторните клетки.

Комплексът на Голджи участва в образуването на мукозен секрет - мукополизахариди (гликозаминогликани). Апаратът също така образува въглехидратните компоненти на гликокаликса. Те са представени главно от гликолипиди. Системата също така осигурява сулфатиране на протеинови и въглехидратни елементи. Комплексът на Голджи участва в частична протеолиза на протеини. В някои случаи поради това съединението преминава от неактивна в активна форма (например проинсулинът се трансформира в инсулин).

Движение на съединения от ендоплазмения ретикулум (ER)

Комплексът е асиметричен. Клетките, разположени по-близо до ядрото, съдържат най-незрелите протеини. Везикулите - мембранните везикули - са непрекъснато прикрепени към тези торбички. Те пъпчат от ендоплазмения гранулиран ретикулум. Процесът на синтез на протеини от рибозоми се извършва върху неговите мембрани. Транспортът на съединения от ендоплазмения ретикулум до комплекса на Голджи се извършва безразборно. В този случай неправилно или непълно нагънати протеини продължават да остават в EPS. Обратното движение на съединенията в ендоплазмения ретикулум изисква наличието на специална сигнална последователност и става възможно чрез свързването на тези вещества към мембранните рецептори в цис компартмента.

Модифициране на протеини

В резервоарите на комплекса става узряване на съединения, предназначени за секреция, трансмембранни, лизозомни и други вещества. Тези протеини се движат последователно през цистерни в органели. В тях започват техните модификации – фосфолиране и гликозилиране. По време на първия процес към протеините се добавя остатък от ортофосфорна киселина. При O-гликозилирането сложните захари се свързват чрез кислороден атом. Различните резервоари съдържат различни каталитични ензими. Следователно различни процеси протичат последователно с узряването на протеините в тях. Несъмнено такова стъпало трябва да се контролира. Полизахаридните остатъци (главно маноза) действат като вид „знак за качество“. Те маркират зреещи протеини. По-нататъшното движение на съединения през резервоарите не е напълно разбрано от науката, въпреки факта, че устойчивите вещества остават, в по-малка или по-голяма степен, свързани с една торбичка.

Транспорт на протеини от апарата

Везикулите пъпчат от транскомпартмента на комплекса. Те съдържат напълно зрели протеинови съединения. Основната функция на комплекса се счита за сортиране на протеини, преминаващи през него. Апаратът осъществява образуването на "трипосочен поток от протеини" - узряване и транспорт:

  1. Връзки с плазмената мембрана.
  2. Тайни.
  3. Лизозомни ензими.

Чрез везикуларен транспорт протеините, които са преминали през комплекса на Голджи, се доставят до определени зони в съответствие с „таговете“. Този процес също не е напълно разбран от науката. Установено е, че транспортът на протеини от комплекса изисква участието на специални мембранни рецептори. Те разпознават връзката и осигуряват селективно свързване на везикула и определен органел.

Образуване на лизозома

През апарата преминават множество хидролитични ензими. Добавянето на етикета, споменат по-горе, се извършва с участието на два ензима. Специфичното разпознаване на лизозомни хидролази от елементи на тяхната третична структура и добавянето на N-ацетилглюкозамин фосфат се извършва от N-ацетилглюкозамин фосфотрансфераза. Фосфогликозидът, вторият ензим, разцепва N-ацетилглюкозамин, което води до образуването на маркера M6P. Той от своя страна се разпознава от рецепторен протеин. С негова помощ хидролазите влизат във везикулите и ги изпращат в лизозомите. В тях при киселинни условия фосфатът се отделя от зрялата хидролаза. Ако има нарушения в активността на N-ацетилглюкозамин фосфотрансферазата поради мутации или поради генетични дефекти в M6P рецептора, всички лизозомни ензими се доставят по подразбиране към външната мембрана. След това те се секретират в извънклетъчната среда. Установено е също, че някои от M6F рецепторите се транспортират и до външната мембрана. Те извършват връщането на случайно въведени лизозомни ензими от външната среда в клетката по време на ендоцитоза.

Транспортиране на вещества към външната мембрана

Обикновено, дори на етапа на синтез, протеиновите съединения на външната мембрана са вградени в стената на ендоплазмения ретикулум с техните хидрофобни области. След това се транспортират до комплекса Голджи. Оттам те се транспортират до клетъчната повърхност. По време на процеса на сливане на плазмалема и везикули такива съединения не се отделят във външната среда.

секреция

Почти всички произведени съединения в клетката (както протеинови, така и непротеинови) преминават през комплекса на Голджи. Там те образуват секреторни везикули. В растенията с участието на диктиозоми се произвежда материал


Отваряне.

Структурата, известна като комплекс Голджи, е открита за първи път в клетките

Животни през 1898 г. от Камило Голджи, италиански лекар и цитолог. Подробно изследване на тази структура е направено по-късно с помощта на електронен микроскоп.

Апаратът на Голджи се намира в цитоплазмата на почти всички еукариотни клетки, особено в секреторните клетки на животните. В дрождите комплексът на Голджи се изразява малко по-малко ясно, обикновено под формата на специален участък от ендоплазмения ретикулум. Комплексът на Голджи е куп от сплескани мембранни торбички, наречени цистерни, и свързана система от везикули, наречени везикули на Голджи. В единия край на стека

Сакулите постоянно образуват нови цистерни чрез сливането на везикули, израстващи от гладкия ендоплазмен ретикулум. В другия край на стека, при вътреУзряването на цистерните е завършено и те отново се разпадат на мехурчета. Така резервоарите в стека постепенно се придвижват отвън навътре.

Функцията на апарата на Голджи е транспортна и химична

ская модификация на влизащите в него вещества. Първоначалният субстрат за ензимите са протеини, които влизат в апарата на Голджи от ендоплазмения ретикулум. След модификация и концентрация, ензимите във везикулите на Голджи се транспортират до тяхната „дестинация“, като например образуването на нова пъпка. Този трансфер се осъществява най-активно с участието на цитоплазмени микротубули.

Апаратът на Голджи е компонент на всички еукариотни клетки (почти единственото изключение са червените кръвни клетки на бозайниците). Той п

Това е най-важната мембранна органела, която контролира процесите на вътреклетъчен транспорт. Основните функции на апарата на Голджи са модификацията, натрупването, сортирането и насочването на различни вещества в съответните вътреклетъчни отделения, както и извън клетката. Състои се от набор от сплескани резервоари, заобиколени от мембрана, наподобяваща купчина плочи. Всеки стек на Голджи (наричан диктиозома в растенията) обикновено съдържа от четири до шест цистерни, обикновено около 1 µm в диаметър (фиг. 8-36). Броят на Голджи стекове в клетка зависи до голяма степен от нейния тип: някои клетки съдържат един голям стек, докато други имат стотици много малки стекове.

Свързаните със стековете на Голджи винаги са маса от малки (приблизително 60 nm в диаметър) мембранно свързани везикули. Вярва се

Че тези везикули (везикули на Голджи) пренасят протеини и липиди в апарата на Голдки, транспортират ги от него и между други цистерни. Много везикули са пръстеновидни и покрити с клатрин или друг специфичен протеин. Често можете да видите как такива оградени везикули се отделят от цистерните на Голджи.

Апаратът на Голджи има две различни страни: зараждаща се или цис страна и зряла или транс страна. Цис страната е тясно свързана с преходните елементи на ER; трансстранната страна се разширява, за да образува тубуларен ретикулум, наречен транс ретикулум на Голджи. Протеините и липидите в малки везикули навлизат в стека на Голджи от цис страната и го напускат, отивайки в различни отделения, заедно с везикулите, образувани от транс страната. Преместване от един стек на Golge

а в друга, тези молекули претърпяват последователни серии от модификации.

Структура.

Описанието на структурата на апарата на Голджи е тясно свързано с описанието на неговите основни биохимични функции, тъй като разделянето на тази клетъчна

разделянето на отдели се извършва главно въз основа на локализацията на ензимите, разположени в един или друг отдел.

Най-често апаратът на Голджи е разделен на четири основни секции: цис-Голджи, медиална-Голджи, транс-Голджи и транс-Голджи мрежа (TGN)

В допълнение, апаратът на Голджи понякога се нарича така нареченото междинно отделение, което е клъстер от мембранни везикули между ендоплазмения ретикулум и цис-Голджи. Апаратът на Голджи е силно полиморфна органела; в клетките различни видовеи дори на различни етапи от развитието на една и съща клетка тя може да изглежда различно. Основните му характеристики са:

  1. наличието на стек от няколко (обикновено 3-8) сплескани резервоара, повече или по-малко плътно долепени един до друг. Такава купчина винаги е заобиколена от определен (понякога много значителен) брой мембранни везикули. В животинските клетки е по-често да се намери един стек, докато в растителните клетки обикновено има няколко; всеки от тях тогава се нарича диктиозома. Индивидуалните диктиозоми могат да бъдат свързани помежду си чрез система от вакуоли, образувайки триизмерна мрежа;
  2. композиционна хетерогенност, изразяваща се във факта, че резидентните ензими са хетерогенно разпределени в органела;
  3. полярност, тоест наличието на цис страна, обърната към ендоплазмения ретикулум и ядро, и транс страна, обърната към клетъчната повърхност (това е особено характерно за секретиращите клетки);
  4. асоцииране с микротубулите и областта на центриола. Разрушаването на микротубулите чрез деполимеризиращи агенти води до фрагментиране на апарата на Голджи, но неговите функции не се засягат значително. Подобна фрагментация се наблюдава при природни условия, по време на митоза. След възстановяването на системата на микротубулите, елементите на апарата на Голджи, разпръснати из клетката, се сглобяват (по дължината на микротубулите) в областта на центриола и нормалният комплекс на Голджи се реконструира.

Апаратът на Голджи (комплекс на Голджи) е мембранна структура на еукариотна клетка, предназначена главно за отстраняване на вещества, синтезирани в ендоплазмения ретикулум. Комплексът Голджи е кръстен на италианския учен Камило Голджи, който за първи път го открива през 1898 г.

Комплексът Goldky е купчина дисковидни мембранни торбички (цистерни), донякъде разширени по-близо до краищата, и свързана система от везикули Goldky. Растителните клетки съдържат множество отделни купчини (диктиозомите) често съдържат една голяма или няколко купчини, свързани с тръби.

В резервоарите на апарата на Голджи узряват протеини, предназначени за секреция, трансмембранни протеини на плазмената мембрана, лизозомни протеини и др. Зреещите протеини се движат последователно през цистерните на органелите, където се извършва окончателното им сгъване, както и модификации - гликозилиране и фосфорилиране.

Апаратът на Голджи е асиметричен - цистерни, разположени по-близо до клетъчното ядро ​​(цис-Голджи), съдържат най-малко зрелите мембранни везикули, непрекъснато прикрепени към тези цистерни - везикули, израстващи от гранулирания ендоплазмен ретикулум (ER), върху мембраните на който протеинът; синтезът се извършва от рибозоми.

Различните цистерни на апарата на Голджи съдържат различни резидентни каталитични ензими и следователно в тях протичат последователно различни процеси със зреещи протеини. Ясно е, че такъв поетапен процес трябва да се контролира по някакъв начин. Всъщност зреещите протеини са "маркирани" със специални полизахаридни остатъци (главно маноза), които очевидно играят ролята на своеобразен "маркер за качество".

Не е напълно ясно как зреещите протеини се движат през цистерните на апарата на Голджи, докато резидентните протеини остават повече или по-малко свързани с една цистерна. Има две взаимно изключващи се хипотези, които обясняват този механизъм. Съгласно първия (1), транспортът на протеин се извършва с помощта на същите везикуларни транспортни механизми като транспортния път от ER, а резидентните протеини не са включени в напъпилия везикул. Според втория (2) има непрекъснато движение (съзряване) на самите цистерни, тяхното сглобяване от везикули в единия край и разглобяване от другия край на органела, а резидентните протеини се движат ретроградно (в обратна посока) с помощта на везикуларен транспорт.

В крайна сметка, везикулите, съдържащи напълно зрели протеини, пъпчат от противоположния край на органела (транс-Голджи).

В комплекса на Голджи се среща

1. O-гликозилиране, сложни захари се добавят към протеините чрез кислороден атом.

2. Фосфорилиране (прикрепване на остатък от ортофосфорна киселина към протеини).

3. Образуване на лизозоми.

4. Образуване на клетъчна стена (в растенията).

5. Участие във везикуларния транспорт (образуване на трипротеинов поток):

6. узряване и транспорт на протеини на плазмената мембрана;

7. узряване и транспортиране на секрети;

8. узряване и транспорт на лизозомни ензими.

Апаратът на Голджи (комплекс на Голджи) е специализирана част от ендоплазмения ретикулум, състояща се от подредени плоски мембранни торбички. Той участва в секрецията на протеини от клетката (опаковането на секретираните протеини в гранули се случва в него) и следователно е особено развит в клетки, които изпълняват секреторна функция. Важни функции на апарата на Голдки също включват прикрепването на въглехидратни групи към протеините и използването на тези протеини за изграждане на клетъчната мембрана и мембраната на лизозомата. В някои водорасли целулозните влакна се синтезират в апарата на Голджи.

Функции.

Функцията на апарата на Голджи е транспортирането и химическата модификация на веществата, влизащи в него. Първоначалният субстрат за ензимите са протеини, които влизат в апарата на Голджи от ендоплазмения ретикулум. След модификация и концентрация, ензимите във везикулите на Голджи се транспортират до тяхната „дестинация“, като например образуването на нова пъпка. Този трансфер се осъществява най-активно с участието на цитоплазмени микротубули.

Функциите на апарата на Голджи са много разнообразни. Те включват:

1) сортиране, натрупване и отстраняване на секреторни продукти;

2) завършване на посттранслационната модификация на протеини (гликозилиране, сулфатиране и др.);

3) натрупване на липидни молекули и образуване на липопротеини;

4) образуване на лизозоми;

5) синтез на полизахариди за образуване на гликопротеини, восъци, смоли, слуз, матрични вещества клетъчни стенирастения

(хемицелулоза, пектини) и др.

6) образуване на клетъчна плоча след ядрено делене в растителни клетки;

7) участие в образуването на акрозома;

8) образуване на контрактилни вакуоли на протозои.

Този списък несъмнено е непълен и по-нататъшните изследвания не само ще осигурят по-добро разбиране на вече известните функции на апарата на Голджи, но и ще доведат до откриването на нови. Досега най-изследваните функции от биохимична гледна точка остават тези, свързани с транспорта и модификацията на новосинтезирани протеини.

Органоиди- постоянни, задължително присъстващи компоненти на клетката, които изпълняват специфични функции.

Ендоплазмен ретикулум

Ендоплазмен ретикулум (ER), или ендоплазмен ретикулум (ER), е едномембранен органел. Това е система от мембрани, които образуват "цистерни" и канали, свързани помежду си и ограничаващи едно вътрешно пространство - EPS кухините. Мембраните са свързани от едната страна с цитоплазмата. плазмена мембрана, от друга страна, с външната ядрена мембрана. Има два вида EPS: 1) грапави (гранулирани), съдържащи рибозоми на повърхността си, и 2) гладки (агранулирани), мембраните на които не носят рибозоми.

Функции: 1) транспорт на вещества от една част на клетката в друга, 2) разделяне на клетъчната цитоплазма на отделения („компартменти“), 3) синтез на въглехидрати и липиди (гладък ER), 4) протеинов синтез (груб ER), 5) място на образуване на апарата на Голджи.

или Комплекс Голджи, е едномембранен органел. Състои се от купчини сплескани „цистерни“ с разширени ръбове. С тях е свързана система от малки едномембранни везикули (везикули на Голджи). Всеки стек обикновено се състои от 4-6 „резервоара“, е структурна и функционална единица на апарата на Голджи и се нарича диктиозома. Броят на диктиозомите в една клетка варира от една до няколкостотин. В растителните клетки се изолират диктиозоми.

Апаратът на Голджи обикновено се намира близо до клетъчното ядро ​​(в животинските клетки, често близо до клетъчния център).

Функции на апарата на Голджи: 1) натрупване на протеини, липиди, въглехидрати, 2) модификация на входящите органична материя, 3) „опаковане“ на протеини, липиди, въглехидрати в мембранни везикули, 4) секреция на протеини, липиди, въглехидрати, 5) синтез на въглехидрати и липиди, 6) място на образуване на лизозоми. Секреторната функция е най-важна, следователно апаратът на Голджи е добре развит в секреторните клетки.

Лизозоми

Лизозоми- едномембранни органели. Те са малки мехурчета (диаметър от 0,2 до 0,8 микрона), съдържащи набор от хидролитични ензими. Ензимите се синтезират върху грубия ER и се придвижват до апарата на Голджи, където се модифицират и пакетират в мембранни везикули, които след отделяне от апарата на Голджи самите стават лизозоми. Една лизозома може да съдържа от 20 до 60 различни видовехидролитични ензими. Разграждането на вещества с помощта на ензими се нарича лизис.

Има: 1) първични лизозоми, 2) вторични лизозоми. Лизозомите, които се отделят от апарата на Голджи, се наричат ​​първични. Първичните лизозоми са фактор, осигуряващ екзоцитозата на ензимите от клетката.

Вторични се наричат ​​лизозоми, образувани в резултат на сливането на първични лизозоми с ендоцитни вакуоли. В този случай те усвояват вещества, които влизат в клетката чрез фагоцитоза или пиноцитоза, така че могат да се нарекат храносмилателни вакуоли.

Автофагия- процес на разрушаване на ненужни за клетката структури. Първо, структурата, която трябва да бъде унищожена, е заобиколена от единична мембрана, след което получената мембранна капсула се слива с първичната лизозома, което води до образуването на вторична лизозома (автофагична вакуола), в която тази структура се усвоява. Продуктите от храносмилането се абсорбират от клетъчната цитоплазма, но част от материала остава несмляна. Вторичната лизозома, съдържаща този неразграден материал, се нарича остатъчно тяло. Чрез екзоцитоза неразградените частици се отстраняват от клетката.

Автолиза- самоунищожение на клетките, което възниква поради освобождаването на съдържанието на лизозома. Обикновено автолизата настъпва по време на метаморфоза (изчезване на опашката при попова лъжица на жаба), инволюция на матката след раждане и в области на тъканна некроза.

Функции на лизозомите: 1) вътреклетъчно смилане на органични вещества, 2) унищожаване на ненужни клетъчни и неклетъчни структури, 3) участие в процесите на клетъчна реорганизация.

Вакуоли

Вакуоли- едномембранните органели са „контейнери“, пълни с водни разтвори на органични и неорганични вещества. ER и апаратът на Голджи участват в образуването на вакуоли. Младите растителни клетки съдържат много малки вакуоли, които след това, докато клетките растат и се диференцират, се сливат една с друга и образуват една голяма централна вакуола. Централната вакуола може да заема до 95% от обема на зрялата клетка; ядрото и органелите се изтласкват към клетъчната мембрана. Мембраната, ограничаваща растителната вакуола, се нарича тонопласт. Течността, която изпълва растителната вакуола, се нарича клетъчен сок. Клетъчният сок съдържа водоразтворими органични и неорганични соли, монозахариди, дизахариди, аминокиселини, крайни или токсични метаболитни продукти (гликозиди, алкалоиди), някои пигменти (антоцианини).

Животинските клетки съдържат малки храносмилателни и автофагични вакуоли, които принадлежат към групата на вторичните лизозоми и съдържат хидролитични ензими. Едноклетъчните животни също имат контрактилни вакуоли, които изпълняват функцията на осморегулация и екскреция.

Функции на вакуолата: 1) натрупване и съхранение на вода, 2) регулиране на водно-солевия метаболизъм, 3) поддържане на тургорното налягане, 4) натрупване на водоразтворими метаболити, резерв хранителни вещества, 5) оцветяване на цветя и плодове и по този начин привличане на опрашители и разпръсквачи на семена, 6) вижте функциите на лизозомите.

Образуват се ендоплазменият ретикулум, апаратът на Голджи, лизозомите и вакуолите единична вакуоларна мрежа на клетката, чиито отделни елементи могат да се трансформират един в друг.

Митохондриите

1 - външна мембрана;
2 - вътрешна мембрана; 3 - матрица; 4 - криста; 5 - мултиензимна система; 6 - кръгова ДНК.

Формата, размерът и броят на митохондриите варират изключително много. Митохондриите могат да бъдат пръчковидни, кръгли, спираловидни, чашковидни или разклонени по форма. Дължината на митохондриите варира от 1,5 до 10 µm, диаметърът - от 0,25 до 1,00 µm. Броят на митохондриите в една клетка може да достигне няколко хиляди и зависи от метаболитната активност на клетката.

Митохондрията е ограничена от две мембрани. Външната мембрана на митохондриите (1) е гладка, вътрешната (2) образува множество гънки - cristas(4). Cristae увеличават повърхността на вътрешната мембрана, върху която са разположени мултиензимни системи (5), участващи в синтеза на ATP молекули. Вътрешното пространство на митохондриите е изпълнено с матрица (3). Матрицата съдържа кръгова ДНК (6), специфична иРНК, рибозоми от прокариотен тип (70S тип) и ензими от цикъла на Кребс.

Митохондриалната ДНК не е свързана с протеини („гола“), прикрепена е към вътрешната мембрана на митохондриите и носи информация за структурата на около 30 протеина. За изграждането на митохондрия са необходими много повече протеини, така че информацията за повечето митохондриални протеини се съдържа в ядрената ДНК и тези протеини се синтезират в цитоплазмата на клетката. Митохондриите са способни на автономно възпроизвеждане чрез делене на две. Между външната и вътрешната мембрана има протонен резервоар, където се получава натрупване на H +.

Функции на митохондриите: 1) синтез на АТФ, 2) кислородно разграждане на органични вещества.

Според една хипотеза (теорията на симбиогенезата) митохондриите произхождат от древни свободно живеещи аеробни прокариотни организми, които, случайно проникнали в клетката гостоприемник, след това образуват взаимноизгоден симбиотичен комплекс с нея. Следните данни подкрепят тази хипотеза. Първо, митохондриалната ДНК има същите структурни характеристики като ДНК на съвременните бактерии (затворена в пръстен, несвързана с протеини). Второ, митохондриалните рибозоми и бактериалните рибозоми принадлежат към един и същи тип - тип 70S. Трето, механизмът на делене на митохондриите е подобен на този на бактериите. Четвърто, синтезът на митохондриални и бактериални протеини се потиска от същите антибиотици.

Пластиди

1 - външна мембрана; 2 - вътрешна мембрана; 3 - строма; 4 - тилакоид; 5 - грана; 6 - ламели; 7 - нишестени зърна; 8 - липидни капки.

Пластидите са характерни само за растителните клетки. Разграничете три основни вида пластиди: левкопластите са безцветни пластиди в клетките на неоцветени части на растенията, хромопластите са оцветени пластиди обикновено жълти, червени и оранжеви, хлоропластите са зелени пластиди.

Хлоропласти.В клетките на висшите растения хлоропластите имат формата на двойноизпъкнала леща. Дължината на хлоропластите варира от 5 до 10 µm, диаметърът - от 2 до 4 µm. Хлоропластите са ограничени от две мембрани. Външната мембрана (1) е гладка, вътрешната (2) има сложна нагъната структура. Най-малката гънка се нарича тилакоид(4). Група от тилакоиди, подредени като купчина монети, се нарича фасет(5). Хлоропластът съдържа средно 40-60 зърна, подредени в шахматен ред. Граните са свързани помежду си чрез сплескани канали - ламели(6). Тилакоидните мембрани съдържат фотосинтетични пигменти и ензими, които осигуряват синтеза на АТФ. Основният фотосинтетичен пигмент е хлорофилът, който определя зеления цвят на хлоропластите.

Вътрешното пространство на хлоропластите е запълнено строма(3). Стромата съдържа кръгова „гола“ ДНК, рибозоми от тип 70S, ензими от цикъла на Калвин и нишестени зърна (7). Във всеки тилакоид има протонен резервоар и H + се натрупва. Хлоропластите, подобно на митохондриите, са способни на автономно възпроизвеждане чрез разделяне на две. Те се намират в клетките на зелените части на висшите растения, особено много хлоропласти в листата и зелените плодове. Хлоропластите на нисшите растения се наричат ​​хроматофори.

Функция на хлоропластите:фотосинтеза. Смята се, че хлоропластите произлизат от древни ендосимбиотични цианобактерии (теория за симбиогенезата). Основата за това предположение е сходството на хлоропластите и съвременните бактерии в редица характеристики (кръгова, „гола“ ДНК, рибозоми от тип 70S, метод на възпроизвеждане).

Левкопласти.Формата е различна (сферична, кръгла, чашеста и др.). Левкопластите са ограничени от две мембрани. Външната мембрана е гладка, вътрешната образува малко тилакоиди. Стромата съдържа кръгова „гола“ ДНК, рибозоми тип 70S, ензими за синтеза и хидролиза на резервни хранителни вещества. Няма пигменти. Особено много левкопласти имат клетките на подземните органи на растението (корени, грудки, коренища и др.). Функция на левкопластите:синтез, натрупване и съхранение на резервни хранителни вещества. Амилопласти- левкопласти, които синтезират и натрупват нишесте, елаиопласти- масла, протеинопласти- протеини. В един и същи левкопласт могат да се натрупват различни вещества.

Хромопласти.Ограничен от две мембрани. Външната мембрана е гладка, вътрешната е или гладка, или образува единични тилакоиди. Стромата съдържа кръгова ДНК и пигменти - каротеноиди, които придават на хромопластите жълт, червен или оранжев цвят. Формата на натрупване на пигменти е различна: под формата на кристали, разтворени в липидни капчици (8) и др. Съдържат се в клетките на зрели плодове, венчелистчета, есенни листа, рядко - кореноплодни. Хромопластите се считат за последния етап от развитието на пластидите.

Функция на хромопластите:оцветяване на цветя и плодове и по този начин привличане на опрашители и разпръсквачи на семена.

Всички видове пластиди могат да се образуват от пропластиди. Пропластиди- малки органели, съдържащи се в меристемните тъкани. Тъй като пластидите имат общ произход, са възможни взаимни преобразувания между тях. Левкопластите могат да се превърнат в хлоропласти (позеленяване на картофените клубени на светлина), хлоропластите - в хромопласти (пожълтяване на листата и зачервяване на плодовете). Превръщането на хромопластите в левкопласти или хлоропласти се счита за невъзможно.

Рибозоми

1 - голяма субединица; 2 - малка субединица.

Рибозоми- немембранни органели с диаметър приблизително 20 nm. Рибозомите се състоят от две субединици - голяма и малка, на които могат да се дисоциират. Химичен съставрибозоми – протеини и рРНК. Молекулите на рРНК съставляват 50-63% от масата на рибозомата и образуват нейната структурна рамка. Има два вида рибозоми: 1) еукариотни (със седиментационни константи за цялата рибозома – 80S, малка субединица – 40S, голяма – 60S) и 2) прокариотни (съответно 70S, 30S, 50S).

Рибозомите от еукариотния тип съдържат 4 rRNA молекули и около 100 протеинови молекули, докато прокариотният тип съдържа 3 rRNA молекули и около 55 протеинови молекули. По време на протеиновата биосинтеза рибозомите могат да „работят“ поотделно или да се комбинират в комплекси - полирибозоми (полизоми). В такива комплекси те са свързани помежду си от една иРНК молекула. Прокариотните клетки имат само рибозоми от тип 70S. Еукариотните клетки имат както 80S-тип рибозоми (грапави EPS мембрани, цитоплазма), така и 70S-тип (митохондрии, хлоропласти).

Еукариотните рибозомни субединици се образуват в ядрото. Комбинацията от субединици в цяла рибозома се случва в цитоплазмата, обикновено по време на протеинова биосинтеза.

Функция на рибозомите:сглобяване на полипептидна верига (протеинов синтез).

Цитоскелет

Цитоскелетобразувани от микротубули и микрофиламенти. Микротубулите са цилиндрични, неразклонени структури. Дължината на микротубулите варира от 100 µm до 1 mm, диаметърът е приблизително 24 nm, а дебелината на стената е 5 nm. Основен химически компонент- тубулин протеин. Микротубулите се унищожават от колхицин. Микрофиламентите са нишки с диаметър 5-7 nm и се състоят от протеина актин. Микротубулите и микрофиламентите образуват сложни тъкани в цитоплазмата. Функции на цитоскелета: 1) определяне на формата на клетката, 2) опора за органели, 3) образуване на вретено, 4) участие в клетъчните движения, 5) организация на цитоплазмения поток.

Включва два центриола и центросфера. центриоле цилиндър, чиято стена е образувана от девет групи от три слети микротубули (9 триплета), свързани помежду си на определени интервали чрез напречни връзки. Центриолите са обединени по двойки, където са разположени под прав ъгъл един спрямо друг. Преди клетъчното делене центриолите се отклоняват към противоположните полюси и близо до всеки от тях се появява дъщерен центриол. Те образуват вретено на делене, което допринася за равномерното разпределение на генетичния материал между дъщерните клетки. В клетките на висшите растения (голосеменни, покритосеменни) клетъчният център няма центриоли. Центриолите са самовъзпроизвеждащи се органели на цитоплазмата; те възникват в резултат на дублиране на съществуващи центриоли. Функции: 1) осигуряване на дивергенцията на хромозомите към клетъчните полюси по време на митоза или мейоза, 2) център на организация на цитоскелета.

Органоиди на движението

Не присъства във всички клетки. Движителните органели включват реснички (ресничести, епител на дихателните пътища), камшичета (флагелати, сперматозоиди), псевдоподи (ризоподи, левкоцити), миофибрили (мускулни клетки) и др.

Камшичета и реснички- нишковидни органели, представляващи аксонема, ограничена от мембрана. Аксонемата е цилиндрична структура; стената на цилиндъра е оформена от девет двойки микротубули; в центъра му има две единични микротубули. В основата на аксонемата има базални тела, представени от две взаимно перпендикулярни центриоли (всяко базално тяло се състои от девет триплета микротубули; в центъра му няма микротубули). Дължината на флагела достига 150 микрона, ресничките са няколко пъти по-къси.

Миофибрилисе състоят от актинови и миозинови миофиламенти, които осигуряват свиване на мускулните клетки.

    Отидете на лекции No6„Еукариотна клетка: цитоплазма, клетъчна мембрана, структура и функции на клетъчните мембрани“

Комплексът на Голджи е разположен близо до ядрото до ER и често близо до центриола, образуван от купчина от 3-10 сплескани и леко извити цистерни с разширени краища. Място на узряване и сортиране на протеини.

В много животински клетки, като например нервните клетки, той приема формата на сложна мрежа, разположена около ядрото. В растителните и протозойните клетки комплексът на Голджи е представен от отделни сърповидни или пръчковидни тела. Структурата на този органел е подобна в клетките на растителни и животински организми, въпреки разнообразието на неговата форма.

Комплексът на Голджи включва: кухини, ограничени от мембрани и разположени на групи (5-10); големи и малки мехурчета, разположени в краищата на кухините. Всички тези елементи образуват единен комплекс.

K. G. цистерните образуват три основни отделения: цис странично, транс странично, междинно отделение. С к.Г.

18. Комплекс Голджи, неговата структура и функции. Лизозоми. Тяхното устройство и функции. Видове лизозоми.

е тясно свързана и винаги се разглежда заедно с транс-мрежата на Голджи.

Цис страната (формираща) включва цистерни, обърнати към разширените елементи на гранулирания ендоплазмен ретикулум, както и малки транспортни везикули.

Трансстранната (зряла) се образува от цистерни, обърнати към вакуолите и секреторни гранули. На кратко разстояние от маргиналната цистерна се намира транс-мрежата G.

Междинното отделение включва голям бройказанчета между цис и транс страните.

Функции на комплекса Голджи

1.Модификация на секреторния продукт: ензими k.G. гликозилатни протеини и липиди, получените гликопротеини, протеогликани, гликолипиди и сулфатирани гликозаминогликани са предназначени за последваща секреция.

2. Концентрацията на секреторни продукти се извършва в кондензиращи вакуоли, разположени от трансстранната страна.

3. Опаковане на секреторния продукт, образуване на секреторни гранули, участващи в екзоцитозата.

4. Сортиране и опаковане на секреторния продукт, образуване на секреторни гранули.

Комплексът Голджи има много важни функции. По каналите на ендоплазмения ретикулум към нея се транспортират продуктите от синтетичната дейност на клетката - белтъци, въглехидрати и мазнини. Всички тези вещества първо се натрупват, а след това под формата на големи и малки мехурчета навлизат в цитоплазмата и или се използват в самата клетка по време на нейния живот, или се отстраняват от нея и се използват в тялото. Например в клетките на панкреаса на бозайниците се синтезират храносмилателни ензими, които се натрупват в кухините на органела. След това се образуват мехурчета, пълни с ензими. Те се екскретират от клетките в панкреатичния канал, откъдето се вливат в чревната кухина. Друга важна функция на този органел е, че върху неговите мембрани се осъществява синтезът на мазнини и въглехидрати (полизахариди), които се използват в клетката и които са част от мембраните. Благодарение на активността на комплекса Голджи се случва обновяване и растеж на плазмената мембрана.

Комплексът на Голджи участва в натрупването на продуктите, синтезирани в ендоплазмения ретикулум, в тяхното химично преструктуриране и узряване. В резервоарите на комплекса Голджи полизахаридите се синтезират и комплексират с протеинови молекули. Една от основните функции на комплекса Голджи е образуването на готови секреторни продукти, които се отстраняват извън клетката чрез екзоцитоза. Най-важните функции на комплекса Голджи за клетката са също обновяването на клетъчните мембрани, включително областите на плазмалемата, както и заместването на дефекти в плазмалемата по време на секреторната активност на клетката. Комплексът на Голджи се счита за източник на образуването на първични лизозоми, въпреки че техните ензими също се синтезират в гранулираната мрежа.

Комплекс ГолджиТова е купчина мембранни торбички (цистерни) и свързана система от мехурчета.

От външната, вдлъбната страна има купчина мехурчета, излизащи от гладката. EPS, постоянно се образуват нови резервоари, а от вътрешната страна на резервоара се превръщат отново в мехурчета.

Основната функция на комплекса Голджи е транспортирането на вещества в цитоплазмата и извънклетъчната среда, както и синтеза на мазнини и въглехидрати. Комплексът на Голджи участва в растежа и обновяването на плазмената мембрана и в образуването на лизозоми.

Комплексът Голджи е открит през 1898 г. от К. Голджи. Разполагайки с изключително примитивно оборудване и ограничен набор от реактиви, той прави откритие, което заедно с Рамон и Кахал получава Нобелова награда. Той обработи нервни клеткидихроматен разтвор, след което се добавят сребърни и осмиеви нитрати. Чрез утаяване на осмиеви или сребърни соли с клетъчни структури, Голджи открива тъмно оцветена мрежа в невроните, която той нарича вътрешен ретикуларен апарат. При оцветяване по общи методи ламеларният комплекс не натрупва багрила, така че зоната на неговата концентрация се вижда като светла област. Например, близо до ядрото на плазмената клетка се вижда светла зона, съответстваща на областта, където се намира органелата.

Най-често комплексът на Голджи е в съседство с ядрото. При светлинен микроскоп може да се разпредели като сложни мрежиили отделни дифузно разположени области (диктиозоми). Формата и позицията на органела не са от основно значение и могат да варират в зависимост от функционалното състояние на клетката.

Комплексът на Голджи е мястото на кондензация и натрупване на секреционни продукти, произведени в други части на клетката, главно в ER. По време на протеиновия синтез радиомаркираните аминокиселини се натрупват в gr. ER, и след това се намират в комплекса на Голджи, секреторни включвания или лизозоми. Това явление позволява да се определи значението на комплекса Голджи в синтетичните процеси в клетката.

При електронна микроскопияМоже да се види, че комплексът на Голджи се състои от клъстери от плоски цистерни, наречени диктиозоми. Резервоарите са плътно долепени един до друг на разстояние 20...25 nm. Луменът на цистерните в централната част е около 25 nm, а по периферията се образуват разширения - ампули, чиято ширина не е постоянна. Всеки стек съдържа около 5...10 резервоара. В допълнение към гъсто разположените плоски цистерни, в областта на комплекса Голджи има голям брой малки везикули (везикули), особено по краищата на органела. Понякога те се отделят от ампулите.

От страната, съседна на ER и ядрото, комплексът на Голджи има зона, съдържаща значителен брой малки везикули и малки цистерни.

Комплексът на Голджи е поляризиран, т.е. качествено разнороден от различни страни.

Апарат на Голджи

Има незряла цис повърхност, разположена по-близо до ядрото, и зряла транс повърхност, обърната към клетъчната повърхност. Съответно органелата се състои от няколко взаимосвързани отделения, които изпълняват специфични функции.

Цис отделението обикновено е обърнато към центъра на клетката. Външната му повърхност има изпъкнала форма. Микровезикулите (транспортни пиноцитозни везикули), идващи от EPS, се сливат с цистерните. Мембраните постоянно се обновяват поради везикули и от своя страна попълват съдържанието на мембранните образувания в други отделения. Посттранслационната обработка на протеините започва в компартмента и продължава в следващите части на комплекса.

Междинното отделение извършва гликозилиране, фосфорилиране, карбоксилиране и сулфатиране на биополимерни протеинови комплекси. Възниква така наречената посттранслационна модификация на полипептидните вериги. В ход е синтезът на гликолипиди и липопротеини. В междинния компартмент, както и в цис-компартмента, се образуват третични и кватернерни протеинови комплекси.

Някои протеини претърпяват частична протеолиза (разрушаване), което е придружено от тяхната трансформация, необходима за узряването. По този начин цис и междинните отделения са необходими за узряването на протеини и други сложни биополимерни съединения.

Транс компартментът е разположен по-близо до периферията на клетката. Външната му повърхност обикновено е вдлъбната. Транскомпартментът частично се трансформира в трансмрежа - система от везикули, вакуоли и тубули.

В клетките отделните диктиозоми могат да бъдат свързани помежду си чрез система от везикули и цистерни, съседни на дисталния край на клъстер от плоски торбички, така че да се образува рехава триизмерна мрежа - транс-мрежа.

В структурите на транс компартмента и транс мрежата се извършва сортирането на протеини и други вещества, образуването на секреторни гранули, прекурсори на първични лизозоми и везикули за спонтанна секреция. Секреторните везикули и прелизозомите са заобиколени от протеини, наречени клатрини.

Клатрините се отлагат върху мембраната на образуващата се везикула, като постепенно я отделят от дисталната цистерна на комплекса. Оградените везикули се простират от транс-мрежата, тяхното движение е хормонално зависимо и контролирано функционално състояниеклетки. Транспортният процес на оградените везикули се влияе от микротубулите. Протеиновите (клатринови) комплекси около везикулите се разпадат след като везикулът се отдели от транс-мрежата и се образуват отново в момента на секреция. В момента на секреция протеиновите комплекси на везикулите взаимодействат с микротубулните протеини и везикулът се транспортира до външната мембрана. Везикулите със спонтанна секреция не са заобиколени от клатрини; тяхното образуване се извършва непрекъснато и, насочвайки се към клетъчната мембрана, те се сливат с нея, осигурявайки възстановяването на цитолемата.

Като цяло комплексът на Голджи участва в сегрегацията - това е разделянето, отделянето на определени части от основната маса и натрупването на продуктите, синтезирани в EPS, в техните химични пренареждания и узряване. В резервоарите полизахаридите се синтезират и комбинират с протеини, което води до образуването на сложни комплекси от пептидогликани (гликопротеини). С помощта на елементи от комплекса Голджи готовите секрети се отстраняват извън секреторната клетка.

Малки транспортни мехурчета се отделят от gr. EPS в зони без рибозоми. Везикулите възстановяват мембраните на комплекса на Голджи и доставят полимерни комплекси, синтезирани в ER. Везикулите се транспортират до цис отделението, където се сливат с неговите мембрани. Следователно, нови части от мембрани и продукти, синтезирани в групата, влизат в комплекса на Голджи. EPS.

В цистерните на комплекса на Голджи настъпват вторични промени в протеините, синтезирани в групата. EPS. Тези промени са свързани с пренареждането на олигозахаридните вериги на гликопротеините. Вътре в кухините на комплекса Голджи лизозомните протеини и секреторните протеини се модифицират с помощта на трансглюкозидази: олигозахаридните вериги последователно се заместват и разширяват. Модифициращите протеини се придвижват от цис-компартмент цистерните към транс-компартмент цистерните поради транспортиране във везикули, съдържащи протеина.

В транскомпартмента протеините се сортират: по вътрешните повърхности на мембраните на цистерните има протеинови рецептори, които разпознават секреторни протеини, мембранни протеини и лизозоми (хидролази). В резултат на това три вида малки вакуоли се отделят от дисталните напречни секции на диктиозомите: прелизозоми, съдържащи хидролази; със секреторни включвания, вакуоли, които попълват клетъчната мембрана.

Секреторната функция на комплекса на Голджи е, че изнесеният протеин, синтезиран върху рибозоми, отделен и натрупан вътре в ER цистерните, се транспортира до вакуолите на ламеларния апарат. След това натрупаният протеин може да кондензира, за да образува секреторни протеинови гранули (в панкреаса, млечните и други жлези) или да остане разтворен (имуноглобулини в плазмените клетки). Везикулите, съдържащи тези протеини, се отделят от ампулните разширения на цистерните на комплекса на Голджи. Такива везикули могат да се слеят помежду си и да се увеличат по размер, образувайки секреторни гранули.

След това секреторните гранули започват да се движат към клетъчната повърхност, влизат в контакт с плазмалемата, с която собствените им мембрани се сливат и съдържанието на гранулите се появява извън клетката. Морфологично този процес се нарича екструзия или екскреция (изхвърляне, екзоцитоза) и прилича на ендоцитоза, само с обратна последователност от етапи.

Комплексът на Голджи може рязко да се увеличи по размер в клетки, които активно изпълняват секреторна функция, което обикновено е придружено от развитието на ER, а в случай на протеинов синтез - ядрото.

По време на клетъчното делене комплексът на Голджи се разпада на отделни цистерни (диктиозоми) и/или везикули, които се разпределят между двете делящи се клетки и в края на телофазата възстановяват структурната цялост на органела. Извън деленето, мембранният апарат непрекъснато се обновява поради везикулите, мигриращи от EPS и дисталните цистерни на диктиозомата за сметка на проксималните отделения.

Ако намерите грешка, моля, изберете част от текста и натиснете Ctrl+Enter.

Съученици

Комплекс Голджи: описание

Как функционира апаратът на Голджи?

Апарат на Голджи (комплекс на Голджи) - AG

Структурата, известна днес като комплексили Апарат на Голджи (AG)открит за първи път през 1898 г. от италианския учен Камило Голджи

Много по-късно беше възможно да се проучи подробно структурата на комплекса Голджи с помощта на електронен микроскоп.

АГса купчини сплескани „цистерни“ с разширени ръбове. С тях е свързана система от малки едномембранни везикули (везикули на Голджи). Всеки стек обикновено се състои от 4–6 „цистерни“, представлява структурна и функционална единица на апарата на Голджи и се нарича диктиозома. Броят на диктиозомите в една клетка варира от една до няколкостотин.

Апаратът на Голджи обикновено се намира близо до клетъчното ядро, близо до ER (в животински клетки, често близо до клетъчния център).

Комплекс Голджи

Вляво - в клетка, сред други органели.

Вдясно е комплексът на Голджи с отделящи се от него мембранни везикули.

Всички вещества, синтезирани в EPS мембранипрехвърлен на Комплекс Голджи V мембранни везикули, които изпъкват от спешното отделение и след това се сливат с комплекса на Голджи. Органичните вещества, получени от EPS, претърпяват допълнителни биохимични трансформации, натрупват се и се опаковат в мембранни везикулии се доставят до тези места в клетката, където са необходими. Те участват в завършването клетъчна мембранаили се открояват ( секретиран) от клетката.

Функции на апарата на Голджи:

1 Участие в натрупването на продуктите, синтезирани в ендоплазмения ретикулум, в тяхното химично преструктуриране и узряване. В резервоарите на комплекса Голджи полизахаридите се синтезират и комплексират с протеинови молекули.

2) Секреторна - образуването на готови секреторни продукти, които се отстраняват извън клетката чрез екзоцитоза.

3) Обновяване на клетъчните мембрани, включително областите на плазмалемата, както и заместване на дефекти в плазмалемата по време на секреторната активност на клетката.

4) Място на образуване на лизозоми.

5) Пренос на вещества

Лизозоми

Лизозомата е открита през 1949 г. от C. de Duve (Нобелова награда за 1974 г.).

Лизозоми- едномембранни органели. Те са малки мехурчета (диаметър от 0,2 до 0,8 микрона), съдържащи набор от хидролитични ензими - хидролази. Една лизозома може да съдържа от 20 до 60 различни вида хидролитични ензими (протеинази, нуклеази, глюкозидази, фосфатази, липази и др.), които разграждат различни биополимери. Разграждането на вещества с помощта на ензими се нарича лизис (лизис-разпад).

Лизозомните ензими се синтезират върху грубия ER и се придвижват до апарата на Голджи, където се модифицират и пакетират в мембранни везикули, които след отделяне от апарата на Голджи самите стават лизозоми. (Лизозомите понякога се наричат ​​"стомаси" на клетката)

Лизозома - мембранна везикула, съдържаща хидролитични ензими

Функции на лизозомите:

1. Разграждане на веществата, абсорбирани в резултат на фагоцитоза и пиноцитоза. Биополимерите се разграждат на мономери, които влизат в клетката и се използват за нейните нужди. Например, те могат да се използват за синтезиране на нови органични вещества или могат да бъдат допълнително разградени за производство на енергия.

2. Унищожаване на стари, повредени, излишни органели. Разрушаването на органелите може да настъпи и при клетъчно гладуване.

3. Извършете автолиза (самоунищожение) на клетките (втечняване на тъканите в областта на възпалението, разрушаване на хрущялни клетки в процеса на формиране костна тъкани т.н.).

Автолиза —това самоунищожениеклетки в резултат на освобождаването на съдържанието лизозомивътре в клетката. Поради това лизозомите се наричат ​​шеговито „инструменти за самоубийство“.Автолизата е нормално явление на онтогенезата; тя може да се разпространи както в отделни клетки, така и в цялата тъкан или орган, както се случва по време на резорбцията на опашката на поповата лъжица по време на метаморфозата, т.е. когато поповата лъжица се трансформира в жаба

Ендоплазмен ретикулум, апарат на Голджи и лизозомиформа една вакуолна система на клетката,отделни елементи от които могат да се трансформират един в друг по време на преструктуриране и промяна на функцията на мембраните.

Митохондриите

Структура на митохондриите:
1 - външна мембрана;
2 - вътрешна мембрана; 3 - матрица; 4 - криста; 5 - мултиензимна система; 6 - кръгова ДНК.

Митохондриите могат да бъдат пръчковидни, кръгли, спираловидни, чашковидни или разклонени по форма. Дължината на митохондриите варира от 1,5 до 10 µm, диаметърът - от 0,25 до 1,00 µm. Броят на митохондриите в една клетка може да достигне няколко хиляди и зависи от метаболитната активност на клетката.

Митохондриите са ограничени две мембрани . Външната мембрана на митохондриите е гладка, вътрешната образува множество гънки - cristas. Cristae увеличават повърхността на вътрешната мембрана. Броят на кристите в митохондриите може да варира в зависимост от енергийните нужди на клетката. Именно върху вътрешната мембрана са концентрирани множество ензимни комплекси, участващи в синтеза на аденозин трифосфат (АТФ). Тук има енергия химични връзкипревърнати в богати на енергия (макроергични) АТФ връзки . освен това в митохондриите се извършва разграждането на мастни киселини и въглехидрати, при което се освобождава енергия, която се натрупва и използва за процесите на растеж и синтез.Вътрешната среда на тези органели се нарича матрица. Съдържа кръгова ДНК и РНК, малки рибозоми. Интересното е, че митохондриите са полуавтономни органели, тъй като зависят от функционирането на клетката, но в същото време могат да поддържат известна независимост. Така те са в състояние да синтезират собствени протеини и ензими, както и да се възпроизвеждат независимо (митохондриите съдържат собствена ДНК верига, която съдържа до 2% от ДНК на самата клетка).

Функции на митохондриите:

1. Преобразуване на енергията на химичните връзки в макроергични връзки на АТФ (митохондриите са “енергийните станции” на клетката).

2. Участват в процесите на клетъчното дишане - кислородно разграждане на органичните вещества.

Рибозоми

Рибозомна структура:
1 - голяма субединица; 2 - малка субединица.

Рибозоми -немембранни органели, приблизително 20 nm в диаметър. Рибозомите се състоят от два фрагмента - големи и малки субединици. Химичният състав на рибозомите е протеини и рРНК. Молекулите на рРНК съставляват 50–63% от масата на рибозомата и образуват нейната структурна рамка.

По време на протеиновата биосинтеза рибозомите могат да „работят“ поотделно или да се комбинират в комплекси - полирибозоми (полизоми). В такива комплекси те са свързани помежду си от една иРНК молекула.

Рибозомните субединици се образуват в нуклеола. Преминавайки през порите в ядрената обвивка, рибозомите навлизат в мембраните на ендоплазмения ретикулум (ЕР).

Функция на рибозомите:сглобяване на полипептидна верига (синтез на протеинови молекули от аминокиселини).

Цитоскелет

Образува се клетъчният цитоскелет микротубули И микрофиламенти .

Микротубулиса цилиндрични образувания с диаметър 24 nm. Дължината им е 100 µm-1 mm. Основният компонент е протеин, наречен тубулин. Той не може да се съкращава и може да бъде унищожен от колхицин.

Микротубулите са разположени в хиалоплазмата и извършват следното функции:

  • създават еластична, но в същото време издръжлива рамка на клетката, която й позволява да поддържа формата си;
  • участват в процеса на разпределение на клетъчните хромозоми (образуват вретено);
  • осигуряват движението на органелите;
  • съдържащи се в клетъчния център, както и във флагелите и ресничките.

Микрофиламенти- филаменти, които се намират под плазмената мембрана и се състоят от протеина актин или миозин. Те могат да се свиват, което води до движение на цитоплазмата или изпъкване на клетъчната мембрана. В допълнение, тези компоненти участват в образуването на стеснението по време на клетъчното делене.

Клетъчен център

Клетъчният център е органела, състояща се от 2 малки гранули - центриоли и лъчиста сфера около тях - центросфера. Центриолът е цилиндрично тяло с дължина 0,3-0,5 µm и диаметър около 0,15 µm. Стените на цилиндъра се състоят от 9 успоредни тръби. Центриолите са разположени по двойки под прав ъгъл един спрямо друг. Активната роля на клетъчния център се разкрива по време на клетъчното делене. Преди клетъчното делене центриолите се отклоняват към противоположните полюси и близо до всеки от тях се появява дъщерен центриол. Те образуват вретено на делене, което допринася за равномерното разпределение на генетичния материал между дъщерните клетки.

Центриолите са самовъзпроизвеждащи се органели на цитоплазмата; те възникват в резултат на дублиране на съществуващи центриоли.

Функции:

1. Осигуряване на равномерно разминаване на хромозомите към полюсите на клетката по време на митоза или мейоза.

2. Център за цитоскелетна организация.

Органоиди на движението

Не присъства във всички клетки

Органелите на движението включват реснички и флагели. Това са миниатюрни израстъци под формата на косми. Камшичето съдържа 20 микротубула. Основата му се намира в цитоплазмата и се нарича базално телце. Дължината на флагела е 100 µm или повече. Наричат ​​се флагели, които са само 10-20 микрона мигли . Когато микротубулите се плъзгат, ресничките и камшичетата могат да вибрират, което кара самата клетка да се движи. Цитоплазмата може да съдържа контрактилни фибрили, наречени миофибрили. Миофибрилите обикновено се намират в миоцитите - клетките на мускулната тъкан, както и в сърдечните клетки. Те се състоят от по-малки влакна (протофибрили).

При животни и хора ресничките покриват дихателните пътища и помагат да се отървете от малки прахови частици, като прах. В допълнение, има и псевдоподи, които осигуряват амебоидно движение и са елементи на много едноклетъчни и животински клетки (например левкоцити).