Надмембранні та підмембранні комплекси клітини

Лекція № 6

Тема: Надмембранні та підмембранні комплекси клітини. Одномембранні органоїди. Двомембранні та немембранні органели.

Мета: Сформувати у студентів поняття про надмембранні та підмембранні комплекси клітини, цитоплазму та її компоненти. Сформувати у студентів поняття про будову та функції мітохондрій, пластидів, ядра, рибосом, клітинного центру.

План

1. Надмембранні та підмембранні комплекси клітини.

2. Цитоплазма та її компоненти.

3. Одномембранні органели.

4. Мітохондрії, їх характеристика.

5. Пластиди, їх характеристика.

6. Ядро та його компоненти.

7. Рибосоми, їх характеристика.

8. Клітинний центр його характеристика.

Клітинна оболонка загалом складається із зовнішнього шару, розміщеного над плазматичною мембраною, самої мембрани, а також деяких структур, розташованих під нею.

У тваринних клітин тонкий поверхневий шар – завтовшки кілька десятків нанометрів – називають глікокаліксом. Глікокалікс складається з глюкопротеїдів (сполук білків з вуглеводами) і частко­во гліколіпідів (сполук ліпідів з вуглеводами), приєднаних до плаз­матичної мембрани. Він забезпечує безпосередній зв'язок клітин із зовнішнім середовищем; завдяки наявності у ньому ферментів може відбуватись позаклітинне травлення, через глікокалікс клітина сприймає подразнення. Крім того, він забезпечує зв'язок між клі­тинами. Оскільки його шар дуже тоненький, він не виконує опорної функції, притаманної клітинним стінкам рослин, грибів і прокаріот.

У клітин прокаріот, грибів і рослин плазматична мембрана ззовні вкрита клітинною стінкою, структура та хімічний склад якої відріз­няються у різних систематичних груп.

Клітинна стінка рослин складається переважно з нерозчинних у воді волоконець целюлози, зібраних у пучечки. Вони утворюють каркас, заглиблений в основу (матрикс), який також складається здебільшого з полісахаридів. Залежно від типу тканин і виконува­них ними функцій, до складу клітинної стінки рослин можуть вхо­дити й інші речовини: ліпіди, білки, неорганічні сполуки (двооксид кремнію, солі кальцію тощо). Наприклад, оболонки клітин корка або судин просочуються жироподібною речовиною. Внаслідок цього вміст клітини відмирає, що сприяє виконанню цими клітинами специфіч­них функцій (опорної або провідної). Клітинні стінки можуть де­рев'яніти, тобто проміжки між волоконцями целюлози заповнюють­ся особливою органічною сполукою - лігніном, що також сприяє виконанню опорної функції. Клітинна стінка містить пори, вистелені мембраною, через які проходять міжклітинні цитоплазматичні містки. Усі сполуки клітинної стінки синтезуються у самій клітині.

Через клітинні стінки рослин відбувається транспорт води і пев­них сполук. Проникність оболонок рослинних клітин можна про­ілюструвати на прикладі явищ плазмолізу та деплазмолізу. Якщо клітина опиняється у розчині, концентрація солей якого вища за концентрацію солей у цитоплазмі, то вода виходить з клітини. Це спричинює явище плазмолізу - відокремлення пристінкового шару цитоплазми від щільної оболонки. Рослинна клітина, за умови, що цей процес відбувається повільно, тривалий час може залишатися живою. Якщо клітина опиниться у розчині, концентрація солей якого буде нижчою за концентрацію солей у цитоплазмі, - спостерігати­меться зворотний процес - явище деплазмолізу, за якого вода буде надходити у клітину і внутрішньоклітинний тиск зростатиме.

У різних груп грибів структура і хімічний склад клітинної стінки ма­ють певні відмінності. Основу її становлять різноманітні полісахариди (целюлоза, хітин, глікоген), характерні для тієї чи іншої групи. Крім того, до складу клітинних стінок деяких грибів входять темні пігменти (меланіни), розчинні цукри, пептиди, амінокислоти, фосфати тощо.

У прокаріот структура клітинної стінки досить складна. У біль­шості бактерій вона складається з високомолекулярної сполуки муреїну, що надає жорсткості клітинній стінці. До складу клітинних стінок бак­терій також входять білки, ліпополісахариди, фосфоліпіди.

До підмембранних комплексів клітин, крім згаданої вище пелікули, належать білкові утворення (мікротрубочки та мікрофіламенти), які становлять опору клітин (цитоскелет). Елементи цитоскелета виконують опорну функцію, сприяють закріпленню органел у певному положенні, а також їхньому переміщенню в клітині.

Мікрофіламенти - це тоненькі нитки (діаметр - 4-7 нм) зі скоротливих білків, які пронизують цитоплазму. Мікрофіламенти можуть утворювати плетиво під плаз­матичною мембраною. Вони беруть участь у зміні форми клітини, наприклад, під час її руху, а також під час поділу тваринних клітин.

Мікротрубочки - порожнисті циліндричні структури діаметром 10-25 нм, що складаються переважно з білка тубуліну.Вони беруть участь у форму­ванні веретена поділу еукаріотичних клітин, у внутрішньоклітинному транспорті речовин, входять до складу війок, джгутиків, центріолей.

Як мікрофіламенти, так і мікротрубочки - полярні утворення, тобто їхні кінці (полюси) мають різні властивості: з одного кінця вони постійно нарощуються, приєднуючи нові білкові молекули з гіалоплазми, а з іншого - ці молекули послі­довно від'єднуються.

В еукаріотичних клітинах є система внутрішньоклітинних мембран, які поділяють її на компартменти. Одна з функцій компартментів - забезпечення можливості одночасного здійснення багатьох не­сумісних біохімічних процесів. Розрізняють такі основні клітинні компартменти: ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, мітохондрії, пластиди, лізосоми, ядро.

Плазматична мембрана еукаріотичних клітин тісно пов'яза­на, а в певних місцях становить єдине ціле, з мембранами ендо­плазматичної сітки. Вони поділяють клітину на вели­ку кількість комірок, що відіграє важливу роль у регуляції внутрішньоклітинних ферментних систем, транспорті речовин та пе­ребігу процесів обміну.

Мембрани ендоплазматичної сітки безпосередньо пов'язані з мембранами комплексу Гольджі, який забезпечує зберігання, пакування і транспорт речовин, синтезова­них на мембранах ендоплазматичної сітки або ним самим.

За допомогою комплексу Гольджі відтворюються різні мембранні структури клітини, зокрема лізосоми, формуються нові плазма­тичні мембрани і клітинні стінки під час поділу рослинних клітин. З мембран ендоплазматичної сітки утворюється ядерна оболонка після поділу клітини. Так, зовнішня ядерна мембрана є продовжен­ням мембрани ендоплазматичної сітки, і на її поверхні можуть роз­мішуватись рибосоми.

Мітохондрії та пластиди вкриті подвійною мембраною. Внутрішня мембрана утворює вгини. Ці органели самовідтворюються поділом і не мають прямих зв'язків з іншими мембранними структура­ми клітини.

Таким чином, єдина мембранна система клітини становить комплекс мембранних структур, пов'язаних між собою просторово та функціонально.

Дата добавления: 2015-05-24