Одномембранні органели

Двомембранні органели: мітохондрії, ї функції та будова.

Одномембранні органели (гранулярна і гладенька ендоплазматичні сітки, апарат Гольджі, лізосоми, вакуолі та пероксисоми), їх функції та будова.

Лекція № 7.

Тема 1.4. Одномембранні та двомембранні органели.

Ви вже знаєте, що в клітинах еукаріотів є органели, обмежені однією мембраною. З них ми розглянемо ендоплазматичну сітку, комплекс Голь­джі, лізосоми, вакуолі та пероксисоми.

Ендоплазматична сітка (мал. 20.1) становить собою систему порожнин у вигляді мікроскопічних канальців та їхніх потовщень (так званих цистерн). Діаметр канальців становить 50-100 нм, а цистерн - до 1000 нм і більше. Вони обмежені мембраною та сполучаються між собою. Розрізняють два різновиди ендоплазматичної сітки:

· зерниста;

· незерниста.

Зерниста (гранулярна) ендоплазматична сітка дістала свою назву тому, що на її мембранах розташовані рибосоми. На мембранах незернистої (агранулярної) ендоплазматичної сітки рибосоми відсутні.

Обидва різновиди ендоплазматичної сітки мають тісні просторові зв'язки; зокрема, їхні мембрани можуть безпосередньо переходити одна в іншу.

Одна з основних функцій зернистої ендоплазматичної сітки - забезпе­чення транспорту білків по клітині. Частина синтезованих у клітині білків використовується для її власних потреб, а частина виводиться за межі клітини (мал. 20.2). Білки синтезуються за участі рибосом, які можуть розташовуватися в цитозолі та на поверхні зернистої едоплазматичної сіт­ки. У її порожнинах білки набувають притаманної їм просторової конфор­мації, до них можуть приєднуватися небілкові компоненти. Синтезовані білки використовуються для побудо­ви плазматичної мембрани та зовніш­ньої мембрани оболонки ядра в період між поділами клітини.

На мембранах незернистої ендо­плазматичної сітки синтезуються ліпіди, вуглеводи, певні гормони, що можуть накопичуватися в її порож­нинах. У цих порожнинах (напри­клад, у клітинах печінки) накопичу­ються і знешкоджуються деякі отруйні сполуки. Крім того, порож­нини сітки м'язових клітин, нейро­нів, залозистого епітелію слугують внутрішньоклітинним депо (місцем зберігання) йонів Кальцію. Це має важливе значення для функціонуван­ня м'язових волоконець: під час їх­нього скорочення концентрація йонів Кальцію різко підвищується, а під час розслаблення - знижується.

Апарат Гольджі

Ендоплазматична сітка функціо­нально пов'язана з комплексом Голь-джі. Комплекс, або апарат, Гольджі (названий так на честь італійського вченого К. Гольджі, який відкрив цю органелу) - одна з універсальних ор- ганел клітин еукаріотів. Її основною структурною одиницею слугує дик­тіосома - скупчення одномембранних пласких цистерн (мал. 20.3). Поруч з ними розташовані пухирці та канальці. До одного з полюсів кожної із цистерн постійно надходять пухирці, які відокремлюються від ендоплазматичної сітки і містять речо­вини, що там утворилися. Зливаючись із цистернами комплексу Гольджі, ці пухирці віддають їм свій вміст. З іншого полюса цистерн відокремлю­ються пухирці, наповнені різними речовинами.

Функції комплексу Гольджі різно­манітні. Насамперед у цій органелі накопичуються і певним чином змінюються деякі сполуки (напри­клад, білки можуть сполучатися з вуглеводами або ліпідами). Речо­вини, які надійшли до цистерн комплексу Гольджі, сортуються за хімічним складом і призначенням. Відсортовані молекули переходять з одних цистерн до інших і згодом у ви­гляді пухирців, оточених мембраною, відокремлюються від цієї органели. Відокремлені пухирці транспортуються за допомогою мікротрубочок до різних частин клітини, де можуть передавати свій вміст іншим орга- нелам, або, зливаючись із плазматичною мембраною, видаляють його з клітини (мал. 20.4). Отже, одна з основних функцій комплексу Гольджі – накопичення, хімічні зміни і пакування в пухирці синтезованих ре­човин.

У цистернах комплексу Гольджі синтезуються деякі полісахариди. Вони можуть сполучатися з білками, що надійшли із зернистої ендоплаз­матичної сітки. У рослинних клітинах у комплексі Гольджі утворюються структурні компоненти клітинної стінки, а в клітинах членистоногих - хітиновмісної кутикули, яка утворює зовнішній скелет.

Завдяки комплексу Гольджі в голівці сперматозоїдів утворюється спи-со- або чашоподібний утвір – акросома (від грец. акрон - верхівка). Ви пам'ятаєте, що ця органела містить ферменти, які розчиняють оболонку яйцеклітини під час запліднення. Скоротливі вакуолі прісноводних одно­клітинних тварин і водоростей також формуються з комплексу Гольджі. Ця органела бере участь і в побудові плазматичної мембрани.

Комплекс Гольджі бере участь у формуванні лізосом, які у вигляді пухирців, оточених мембраною, відокремлюються від цієї органели.

Лізосоми

Лізосоми (від грец. лізіс - розчинення) - органели, які мають вигляд мікроскопічних оточених мембраною пухирців діаметром 100-180 нм. Вони містять ферменти, здатні розщеплювати ті чи інші сполуки (білки, вуглеводи, ліпіди тощо). У клітині можуть бути різні види лізосом, які від­різняються особливостями будови і функціями.

Одні з лізосом, зливаючися з піноцитозними або фагоцитозними пу­хирцями, беруть участь у формуванні травних вакуоль (див. мал. 20.4). При цьому активуються ферменти і вміст вакуолі перетравлюється. Таким чином, лізосоми забезпечують процеси внутрішньоклітинного травлення. Лізосоми іншого типу беруть участь у перетравленні окремих частин клітини (мал. 20.5), цілих клітин або їхніх груп. Вважають, що ці лізосоми знищують дефектні органели, ушкоджені або мертві клітини, руйнують личинкові органи комах, земноводних (наприклад, хвости та зябра пуголовків безхвостих амфібій) тощо.

Лізосоми можуть наближатися до плазматичної мембрани та виводити свій вміст – ферменти – назовні. Наприклад, у гриба нейроспори у такий спосіб забезпечуються процеси позаклітинного травлення.

Вакуолі

Вакуолі (від лат. вакуус - порожній) - органели клітини, які мають вигляд порожнин, оточених мембраною і заповнених рідиною. Розрізня­ють різні види вакуоль. Про утворення травних вакуоль, у яких пере­травлюються сполуки і мікроорганізми, що надходять у клітину, ми вже згадували.

Вакуолі рослинних клітин утворюються з пухирців, які відокремлю­ються від ендоплазматичної сітки. Згодом дрібні вакуолі зливаються в більші, які можуть охоплювати майже весь об'єм цитоплазми. Вони за­повнені клітинним соком - водним розчином органічних і неорганічних сполук. Вакуолі підтримують певний рівень внутрішньоклітинного тиску (тургору), забезпечуючи збереження форми клітин, містять запасні поживні речовини, кінцеві продукти обміну або пігменти. Червоні, сині, жовті тощо пігменти, розчинені у клітинному соку, зумовлюють забарв­лення певних типів клітин і частин рослин у цілому (наприклад, плодів вишні, коренеплодів редису, пелюсток квітів тощо). Через мембрани вакуоль речовини переміщуються із цитозолю в їхню порожнину і нав­паки.

У клітинах прісноводних одноклітинних тва­рин і водоростей є скоротливі вакуолі - вкриті мембраною пухирці, здатні змінювати об'єм, виводячи свій вміст назовні. Це пов'язано з тим, що в прісній воді концентрація солей значно нижча, ніж у цитоплазмі. Тому згідно з фізич­ними законами вода з навколишнього середови­ща надходить до клітини, підвищуючи тиск усередині неї. Надлишок рідини накопичується в скоротливій вакуолі. Стінка вакуолі стиска­ється завдяки скоротливим білкам, які входять до її складу, і випорскує рідину назовні кліти­ни. Таким чином, скоротливі вакуолі регулюють внутрішньоклітинний тиск, виводячи надлишок води з клітини і запобігаючи її руйнуванню. Крім того, ці органели забезпечують виведення деяких розчинних продуктів обміну речовин. Діяльність скоротливої вакуолі має значення й для газообміну, оскільки сприяє надходженню до клітини води з розчиненим киснем і виведен­ню вуглекислого газу.

Найскладнішу будову скоротливих вакуоль мають інфузорії. Наприклад, в інфузорії- туфельки (мал. 20.6) вакуоля складається зі скоротливого пухирця (резервуару), який від­кривається назовні отвором - порою. У пухи­рець впадають довгі тоненькі радіальні ка- нальці, до яких надходять водні розчини із цитоплазми. Спочатку скорочуються стінки канальців, проштовхуючи рідину до резервуару. Через певний час скорочується наповнений резервуар, викидаючи вміст через пору.

Пероксисоми

Пероксисоми (від грец. пери - навколо, лат. окси - Оксиген та грец. сома - тіло), або мікротільця (мал. 20.7), - органели кулястої форми, оточені однією мембраною, діаметром близько 0,3-1,5 мкм. Пероксисоми виявлені в різних організмів: одноклітинних і багатоклітинних тварин, дріжджів, вищих рос­лин, водоростей. Ці органели часто розташовані поблизу мембран ендоплазматичної сітки, міто- хондрій, пластид. У них містяться різноманітні ферменти, зокрема ті, що забезпечують перетво­рення жирів на вуглеводи або здатні розщеплю­вати токсичний для клітини гідроген пероксид Н₂О₂ до кисню та води. У рослин пероксисоми беруть участь у процесах поглинання кисню під час світлової фази фотосинтезу. Тривалість існування однієї пероксисоми незначна - лише 5-6 діб. Нові пероксисоми утворюються внаслідок поділу.

Дата добавления: 2014-01-04