КЛЕТОЧНЫЙ ЦЕНТР ( ЦЕНТРОСОМА )

Органоид общего значения, не имеющий мембраны. Этот органоид обязателен для животных клеток, но отсутствует у высших растений, низших грибов и некоторых простейших. Центриоли обнаружили и описали Флеминг, 1875г., Бенеден, 1876г.

Локализация в неделящейся клетке: в самом центре клетки, рядом с ядром или комплексом Гольджи.

Размеры: длина 0,5 мкм, d=0,2мкм.

Структура центросомы : в состав клеточного центра входят две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу и образующие диплосому или центросому, окруженную зоной радиально отходящих тонких фибрилл – центросферой.

Строение центриолей: любая центриоль представляет собой полый цилиндр, стенка которого образована 9 триплетами микротрубочек – (9х3)+0. Вокруг каждой центриоли расположен бесструктурный или тонковолокнистый матрикс. Часто с материнской центриолью связаны некоторые дополнительные структуры – сателлиты, фокусы схождения микротрубочек, дополнительные микротрубочки, образующие вокруг центриолей зону центросферы. 

ПР

	Схема строения диплосомы: МЦ – материнская центриоль; ДЦ – дочерняя центриоль; НС – ножка сателлита; ГС – головка сателлита; МТ – микротрубочки; ФСМТ – фокусы схождения микротрубочек; ПР – придатки на дистальном конце материнской центриоли.

Перед делением клетки, в S-период интерфазы, происходит удвоение клеточного центра за счет самосборки микротрубочек. Способность центриолей удваиваться побудила к поискам в их составе нуклеиновых кислот. Оказалось, что в самих центриолях ДНК отсутствует, а РНК входит в состав центриолей, но ее природа и функциональная роль остаются совершенно неясными.

Функции: 1) в период деления клетки удвоенный клеточный центр принимает участие в образовании полюсов клетки и веретена деления, что обеспечивает равномерное распределение генетической информации во время деления клетки;

2) в интерфазу принимает участие в формировании микротрубочек – цитоскелета клетки;

3) при участии клеточного центра формируются реснички и жгутики.

 

                      

МИТОХОНДРИИ

Органоиды общего значения, имеющие двумембранный принцип строения. Впервые Келликер обнаружил их в мышечных клетках в 1850 году.

Форма: в виде нитей, палочек, зерен.

Размеры: ширина 0,5 – 7 мкм.

Структура: наружная мембрана гладкая, внутренняя образует много складок в виде гребней – крист, направленных внутрь. Таким образом, формируются два пространства: первое –  межмембранное около 10 – 20 нм, оно заполнено водным раствором. Второе, ограниченное внутренней мембраной, носит название «матрикс». Матрикс имеет желеобразную консистенцию, в нем располагаются собственная ДНК, рибосомы, большое число белков-ферментов, используемых митохондриями на собственные нужды. На основании этого митохондрии называют полуавтономными органоидами клетки, они способны к самовоспроизведению (делением пополам), живут около 10 дней, после чего подвергаются разрушению.

Главная роль митохондрий в клетке определяется структурой крист. В митохондриях происходят кислородное расщепление углеводов (цикл трикарбоновых кислот) и каскадный перенос электронов на кислород. Чем активнее функционирует клетка, тем больше в ней митохондрий, а в митохондриях крист. В клетках печени их до 2,5 тыс., в клетках мышечной ткани – 1,5 тыс.

 

Функция: синтез АТФ – макроэнергетического соединения, являющегося основным поставщиком энергии в клетке. Часто митохондрии называют «энергетическими станциями клетки».

 

                                         

ПЛАСТИДЫ

Органоиды общего значения, имеющие двумембранный принцип строения. Встречаются только в клетках растений. Впервые пластиды были описаны еще Антонио ван Левенгуком в 1676 году.

Виды: 1) хлоропласты – зеленые пластиды, содержащие в большом количестве пигмент хлорофилл, а также каротиноиды;

               2) хромопласты – красно-желтые пластиды, содержащие только пигменты из группы каратиноидов (каротин и ксантофилл);

              3) лейкопласты – бесцветные пластиды.

Пигменты фотосинтеза: основными фотосинтетическими пигментами у высших растений и зеленых водорослей являются:

♦ Хлорофилл – А (зелено-голубой) = C₅₅H₇₂O₅N₄Mg;

♦ Хлорофилл – В (желто-зеленый) = C₅₅H₇₀O₆N₄Mg;

Каротиноиды:

♦ Каротин (оранжево-красные) = С₄₀Н₅₆;

♦ Ксантофилл (желтые) = С₄₀Н₅₆О₂.

В процессе фотосинтеза эти пигменты способны поглощать электромагнитные волны только видимого света.

Оба хлорофилла –  А и В – интенсивно аккумулируют лучи красного спектра и частично – голубого и фиолетового. Они не способны поглощать излучение зеленого спектра, поэтому такие волны они отражают и визуально кажутся зелеными пигментами. Каротиноиды поглощают лучи голубого, зеленого и фиолетового спектра. Каротины отражают «оранжевые лучи», поэтому кажутся оранжевыми включениями, ксантофиллы отражают излучение желтого спектра, следовательно, они – желтые пигменты. При интенсивном освещении каротиноиды защищают молекулы хлорофилла от возможного фотоокисления.

Строение хлоропласта

Форма: дисковидная.

Размеры: ширина 2 – 4 мкм.

1 – наружная мембрана; 2 – межмембранное пространство; 3 – внутренняя мембрана; 4 – тилакоиды; 5 – граны; 6 – пластоглобулы; 7 – ДНК; 8 – рибосомы; 9 – матрикс

.

 Структура хлоропластов: хлоропласт отграничен двумя мембранами, а внутри находится студенистое вещество – строма. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует много складок, напоминающих стопки монет – граны.

В гранах заключены пигменты, акцепторы и доноры электронов, принимающие участие в световой фазе фотосинтеза, в ходе которой происходит реакция фотофосфорилирования и образуется АТФ. Кроме того, продуктами световой фазы являются: О₂ и Н₂О, НАДФ•Н₂.

Как и в митохондриях, в хлоропластах создаются два пространства: первое называется межмембранным – около 20 – 30 нм, оно заполнено водянистым содержимым. Второе, отграниченное внутренней мембраной, носит название «строма». В строме располагаются собственная ДНК, рибосомы, белки-ферменты, которые принимают непосредственное участие в темновой фазе фотосинтеза. Продуктом темновой фазы является глюкоза – С₆Н₁₂О₆ .

Пластиды, как и митохондрии, способны удваиваться, имеют собственный аппарат по синтезу белка, следовательно, являются полуавтономными органоидами растительных клеток.

Пластиды обладают функциональной пластичностью и способны к видоизменениям: лейкопласты → хлоропласты  → хромопласты. Лейкопласты можно считать предшественниками хлоропластов.

Хлоропласты – это активный фотосинтетический аппарат клетки.

Хромопласты представляют собой неактивные дегенерирующие пластиды.

Функции:

♦ хлоропласты играют активную роль в первичном синтезе углеводов (синтезе глюкозы), который называется фотосинтезом. Иногда принимают участие во вторичном – синтезе крахмала. Широко представлены в клетках зеленых органов растений (листья, молодые стебли, нераспустившиеся бутоны).

♦ лейкопласты – эти пластиды широко представлены в клетках подземных органов растений (корни, клубни, луковицы и др.), так как они выполняют запасающую функцию.

♦ хромопласты обнаруживаются в клетках лепестков цветов, созревших плодов. Создавая яркую окраску, они способствуютпривлечению насекомых для опыления цветков, животных и птиц для распространения плодов и семян в природе.

 

 

      ОРГАНОИДЫ СПЕЦИАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ

Реснички и жгутики выполняют двигательные функции. В световой микроскоп эти структуры видны как тонкие выросты клетки с постоянным диаметром 200нм (0,2 мкм). Реснички обычно короче и многочисленнее, чем жгутики, но и те, и другие имеют одинаковую структуру основания, построенную из костяка микротрубочек. Снаружи этот вырост покрыт цитоплазматической мембраной. Внутри выроста расположена аксонема. В основании ресничек и жгутиков в цитоплазме видны хорошо красящиеся мелкие гранулы – базальные тельца.

Базальное тельце по своей структуре весьма сходно с центриолью клеточного центра. Оно также состоит из 9 триплетов микротрубочек – (9х3)+0. На базальном тельце тоже можно видеть конусовидные сателлиты с головками и другие дополнительные структуры. Часто в основании реснички лежит пара базальных телец, расположенных под углом друг к другу, подобно диплосоме.

Аксонема – сложная структура, состоящая в основном из микротрубочек. В своем составе, в отличие от базального тельца, содержит 9 дуплетов

микротрубочек по периферии и 2 микротрубочки в центре – (9х2)+2. Содержит белок динеин, считается, что именно он обеспечивает перемещение, скольжение микротрубочек относительно друг друга, так как основной белок ресничек – тубулин – не способен к сокращению, укорочению. 

Микроворсинки всасывающих клеток кишечного эпителия представляют собой фибриллярную систему, характеризующуюся структурным постоянством. Центральное место в ней занимает пучок микрофиламентов актиновой природы, идущий параллельно длинной оси микроворсинки. Отдельные микрофибриллы этого пучка создают правильную систему контактов с субмембранной областью гиалоплазмы и на вершине ворсинки, и на ее боковых поверхностях при помощи коротких поперечных филаментов, расположенных через определенные промежутки. В этих участках обнаружен ά-актинин.

 

	1 – плазмалемма; 2 – актиновые микрофиламенты; 3 - поперечные микрофиламенты из ά-актина; 4 – белки, обеспечивающие связь плазмалеммы с системой филаментов; 5 – опорные фибриллы; 6 – фибриллы из немышечного миозина.

❇ Включения – это непостоянные компоненты цитоплазмы. Они представлены гранулами, вакуолями, содержащими вещества, синтезированные клеткой в процессе ее жизнедеятельности. Различают 3 вида включений.

 

Трофические – являются запасом питательных веществ в клетке (капельки жира, гликогена, белка и т.д.).

Пигментные –придают клеткам характерную окраску (меланин в клетках кожи) и участвуют в определенных процессах жизнедеятельности.

Секреторные – синтезируются с целью выведения из клетки и использования этих продуктов другими клетками (ферменты, гормоны в секреторных клетках).

 

❇ Цитоскелет представлен микротрубочками, микрофиламентами и микрофибриллами (промежуточными филаментами).

 

 

 

Микротрубочки создают направление упорядоченного перемещения веществ в клетке. Встречаются в свободном состоянии в цитоплазме клеток или как структурные элементы жгутиков, ресничек, митотического веретена, центриолей. Микротрубочки разрушаются под воздействием колхицина.

 

 

СТРУКТУРА ЦИТОСКЕЛЕТА

 

Характерис-тика	микротрубочки	микрофибриллы	микро-филаменты
Диаметр (нм)	20 – 25	8 – 10	4 – 6
Химический состав	тубулин	кератин, десмин, виментин и др.	актин, реже немышечный миозин
Белковая природа	глобулярный белок	фибриллярные белки	глобулярный белок (актин)
Физико-химические свойства	лабильные белки	стабильные белки	лабильный белок (актин)
Функции	1) опорно-каркасная; 2) формообразующая; 3) создают направле-ние упорядоченного перемещения веществ в клетке	опорно-каркасная (укрепляют клетку, придают ей жесткость и упругость)	двигательная – сокращаясь, обеспечивают перемещение веществ в клетке

 

· Микрофибриллы или промежуточные филаменты –это пучки нитей, локализованные по периферии клетки и вокруг ядра. Их называют скелетными фибриллами. Они тоньше микротрубочек, но толще микрофиламентов, за что и получили своё название. Максимальное их скопление выявляется в местах наибольшего растяжения и сжатия клетки. По химической природе промежуточные филаменты представлены разнообразными классами белков, это тканеспецифичные структуры.

· Микрофиламенты – это белковые нити толщиной около 4 нм. Большинство из них образовано молекулами актинов, которых выявлено около 10 видов.

                        

ЯДРО

 

Ядро (лат. nucleus, греч. karyon) – главный компонент эукариотической клетки. При повреждении ядра клетка погибает. Форма ядра обычно круглая, шарообразная, но может быть и другой: палочковидной, серповидной, лопастной и зависит как от формы клетки, так и от функций, которые она выполняет. В клетках с высокой физиологической активностью форма ядер сложная, что увеличивает отношение поверхности ядра к его объёму. Например, сегментоядерные лейкоциты имеют многолопастные ядра. Размеры ядра, как правило, зависят от величины клетки: при увеличении объёма цитоплазмы растёт и объём ядра. Соотношение объёмов ядра и цитоплазмы называется ядерно-плазменным соотношением.

 В современном представлении в структуру ядра входят:

	1) поверхностный аппарат ядра; 2) кариоплазма; 3) ядерный матрикс; 4) ядрышки; 5) хроматин (хромосомы)

 

◈ КАРИОПЛАЗМА – внешне бесструктурный компонент ядра, который по химическому составу аналогичен гиалоплазме, но в отличие от цитоплазматического матрикса содержит очень много нуклеиновых кислот. Он создает специфическое микроокружение для ядерных структур и обеспечивает взаимосвязь с цитоплазмой.

◈ ЯДЕРНЫЙ МАТРИКС представлен фибриллярными белками, осуществляющими структурную (скелетную) функцию в топографической организации всех ядерных компонентов, регуляторную (принимают участие в репликации, транскрипции, процессинге), транспортную (перемещают продукты транскрипции внутри ядра и за его пределы).

◈ ПОВЕРХНОСТНЫЙ АППАРАТ ЯДРА состоит из трех основных компонентов:1 – ядерной оболочки; 2 – поровых комплексов;3 – ядерной ламины (плотной пластинки).

① Ядерная оболочка образована уплощенными цистернами и имеет соответственно наружную и внутреннюю мембрану.

Наружная мембрана ядерной оболочки переходит во внутреннюю лишь в области ядерных пор.

Между мембранами находится перинуклеарное пространство 10–50 нм.

② Ядерные поры составляют 10–12% площади поверхностного аппарата ядра. Это не просто сквозные дыры в ядерной оболочке, а комплексы, в которых, кроме мембран, имеется система правильно ориентированных в пространстве периферических и центральных глобул. По границе поры в ядерной оболочке располагаются 3 ряда гранул, по 8 штук в каждом: один ряд расположен со стороны ядра, другой – со стороны цитоплазмы, третий – в центральной части поры. От этих глобул отходят фибриллярные отростки. Такие фибриллы, идущие от периферических гранул, обычно сходятся в центре. Здесь же располагается центральная глобула. Типичные поровые комплексы у большинства эукариотических клеток имеют диаметр около 120

1 – центральная глобула; 2 – периферическая глобула; 3 – связующие фибриллярные тяжи; 4 – тяжи в цитозоле; 5 – плотная пластинка; 6 –перинуклеарное пространство.

нм.

	Детали организации поровых комплексов:   А – вид сверху;                                                                      Б – на срезе.

 

③ Периферическая плотная пластинка (ядерная ламина) образована структурными белками ядерного матрикса, которые на всем протяжении сопровождают внутреннюю мембрану. Ядерная ламина обеспечивает структурную функцию (принимает участие в упорядоченной укладке хроматина ядра и структурной организации порового комплекса).

 

 

 

◈ ЯДРЫШКИ – несамостоятельные и непостоянные структуры ядра. Их количество (обычно от 1 до 10), форма могут значительно варьировать в зависимости от типа клеток. Ядрышки активно функционируют в период между делениями клетки, в начале деления (профазу) они исчезают. Образуются в телофазу на специфических участках спутничных хромосом, называемых «ядрышковыми организаторами». У человека это 13 – 15; 21 – 22 хромосомы. Ядрышки представляют собой определенные участки ДНП хроматина, связанные со структурными и функциональными белками ядерного матрикса. В них синтезируется р-РНК и происходит формирование субъединиц рибосом. Через ядерную оболочку субъединицы попадают в цитоплазму, где собираются в целостные рибосомы, осуществляющие синтез белка в клетке. Таким образом, ядрышки являются местом синтеза р-РНК и образования субъединиц рибосом.

◈ ХРОМОСОМЫ (ХРОМАТИН) – самый главный постоянный компонент ядра эукариотической клетки. По химической природе является дезоксирибонуклеопротеидным комплексом – ДНП (ДНП = ДНК + белки). Молекулы ДНК способны к репликации и транскрипции. В неделящейся клетке ДНП ядра представлены в виде длинных тонких нитей, носящих название «хроматин», на которых происходит транскрипция. В начале деления клетки (профаза) удвоенные в S-период интерфазы ДНП-комплексы спирализуются и представляют собой короткие палочковидные структуры – хромосомы. Хроматин – это интерфазное состояние хромосом клетки.

 

                               

ПРИЛОЖЕНИЕ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯДРЕ КЛЕТКИ

ПОВЕРХНОСТНЫЙ АППАРАТ ЯДРА	Ядерная оболочка	Наружная и внутренняя мембраны; перинуклеарное пространство	 барьерная (разграниче- ние содержимого ядра и цитоплазмы);  защитная (обеспечение сохранности наследственного материала клетки);  транспортная (доставка веществ из ядра в цитоплаз- му и наоборот);  структурная (упоря-доченная укладка хроматина ядра и структурная органи- зация порового комплекса).
	Поровый комплекс	Группа глобулярных белков, связанных фибриллярными белками – (8х3)+1. В стенке поры глобулярные белки расположены в 3 ряда по 8 глобул и 1 глобула в центре
	Ядерная ламина (пластинка)	Аморфные белки, представляющие собой плотный слой, соединенный с внутренней мембраной
Кариоплазма		Коллоидный раствор белков	 внутренняя среда ядра
Ядерный матрикс		Фибриллярные белки, формирующие плотную сетку по всему объему ядра	 каркасная («скелет» ядра);  регуляторная (принимает участие в репликации, транскрипции, процессинге), транспортная (перемещение продуктов транскрипции внутри ядра и за его пределы)
Хроматин		Дезоксирибонуклео-протеидные комплексы, в которых выделяют участки эухроматина и гетерохроматина	 хранение наследственной информации;  воспроизведение;  передача наследственной информации дочерним клеткам
Ядрышки		Формируются в областях хромосом, отграниченных вторичными перетяжками. Представляют собой фибриллярные и гранулярные компоненты.	 синтез р-РНК;  формирование субъединиц рибосом

            

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 592; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!