Пластиди

 

Пластиди (від грец. plastos – утворений, виліплений, оформлений) – це двомембронні напівовтономні органели рослинних клітин. Ці двомембранні органели характерні для рослин і деяких тварин (рослинних джгутиконосців). Вони оточені двома мембранами, всередині заповнені основною речовиною – стромою. Часто містять пігменти, що зумовлюють забарвлення. Утворюються пластиди з пропластид твірної тканини. Пропластиди – це дрібні двомембранні тільця. Спочатку вони круглі, згодом стають овальними. Це безбарвні, молоді стадії в розвитку всіх типів пластид, але для їх перетворення в пластиди потрібні певні умови. Наприклад, у квіткових рослин пропластиди перетворюються на хлоропласти лише на світлі. З огляду на роль, походження і забарвлення пластиди поділяють на декілька груп: хлоропласти, хромопласт і лейкопласти.

Хлоропласти (з грец. ch/oros – зелений) – зелені пластиди, у яких відбувається процес фотосинтезу. Зелене забарвлення зумовлюють фотосинтезуючі пігменти хлорофіли. Хлоропласти мають вигляд, здебільшого, лінзоподібних, сферичних тілець завдовжки до 10 мкм, тому їх добре видно у світловий мікроскоп. їхня форма та здатність змінювати своє положення є пристосуванням до освітлення. При значному освітленні вони повертаються боком до джерела світла, а за слабкого – орієнтуються більшою поверхнею до світла. Кількість хлоропластів у різних клітинах різна: у клітинах злаків – 30-50, у клітинах стовпчавстої паренхіми махорки – до 1000.

Хромопласти (грец. chromos – забарвлений) – нефотосинтезуючі пластиди, забарвлені в жовтий, червоний або помаранчевий колір. Забарвлення хромопластів пов'язане з накопиченням в них каротиноїдів. Вони, як правило, розвиваються із хлоропластів, мають приблизно такі самі розміри та форму. Хромопласти визначають забарвлення осіннього листя, пелюсток квітів, коренеплодів, стиглих плодів. Внутрішня мембрана відсутня або утворена поодинокими тилакоїдами.

Лейкопласти (грец. /eicos – білий) – це безбарвні пластиди, основною функцією яких є запасання речовин. Виникають із пропластид в клітинах підземних органів (корінь, бульби) і в глибших частинах надземних. Від хлоропластів відрізняються відсутністю розвиненої ламелярної системи. Розрізняють декілька видів лейкопластів: а) амілопласти, які синтезують і нагромаджують крохмаль; б) протеїнопласти, позбавлені гран, синтезують білки і відкладають їх у вигляді алейронових зерен клітин насіння; в) олеопласти (від лат. oleum – олія), у яких утворюються і відкладаються олії (наприклад, у клітинах насіння конопель, льону, рицини). 

Пластиди різних типів мають спільне походження. Усі вони виникають з пропластид твірної тканини. Крім того, пластиди одного типу здатні перетворюватися на пластиди іншого. Наприклад, у процесі позеленіння бульб лейкопласти перетворюються на хлоропласти, у шкірках апельсинів і коренеплодах моркви хлоропласти перетворюються на хромопласти. Але хромопласти вже не пертворюються на пластиди інших типів, вони є кінцевим етапом розвитку пластид.

Плазмодесми

  Система пов'язаних один з одним клітинних стінок (Апопласту) служить головним шляхом, по якому пересуваються вода і розчинені в ній поживні речовини.

 Клітинні стінки скріплені між собою за допомогою серединних пластинок. 

У стінках є невеликі пори, крізь які проходять цитоплазматичні тяжі, що називаються плазмодесмами. Плазмодесми пов'язують живий  вміст окремих клітин, об'єднують всі протопласти в єдину систему, в так звані симпласти.

Плазмодесми - Це живі зв'язки, що з'єднують сусідні клітини рослини через дуже дрібні пори в суміжних клітинних стінках. Плазматичні мембрани сусідніх клітин переходять безпосередньо одна в іншу, вистилаючи пори. Через просвіт кожної пори переходить з клітки в клітку і гладкий ендоплазматичний ретикулум. Така система спрощує зв'язки та координацію між окремими рослинними клітинами, оскільки йонам і молекулам не доводиться долати на своєму шляху плазматичну мембрану. Їх пересування, однак, регулюється. Віруси здатні використовувати пори в клітинних стінках і можуть переходити з клітини в кліттну по плазмодесмам.

Плазмодесми відіграють також роль при формуванні пір в ситовідних трубках флоеми.

Надмембранні комплекси клітин, клітинна стінка

 

Надмембранні комплекси клітин утворені переважно складними вуглеводами:

• у тваринної клітини - глікокалікс
• у рослинної клітини - клітинна стінка з целюлози
• у грибної клітини - клітинна стінка з хітину
• у бактерій - клітинна стінка з муреїну, слизова капсула.

Клітинна стінка - жорсткий шар, що оточує клітини бактерій, архей, грибів і рослин, називається клітинною стінкою. Стінка знаходиться поза межами цитоплазмічної мембрани (клітинної мембрани) і виконує цілий ряд функцій. У тварин і більшості найпростіших клітинної стінки не спостерігається.

Функції клітинної стінки:

• забезпечує механічну міцність структури клітини;
• контролює напрямок росту клітин;
• допомагає витримувати силу впливу протопласта (вмісту клітини) на стінки – в результаті рослина залишається прямостоячим;
• регулює ріст клітин;
• регулює дифузію (клітинна стінка пропускає деякі необхідні речовини, перешкоджаючи проникненню інших);
• захищає клітину від впливу небезпечних речовин і мікроорганізмів;
• запобігає втраті вологи;
• сприяє взаємодії клітин між собою;
• зберігає вуглеводи, які використовуються для росту рослини.

• Клітинні стінки грибів

  Клітинну стінку мають не всі гриби. Клітинна стінка грибів складається з вуглецю, хітину, глюкозаміну. Функції стінки аналогічні функціям стінок рослин.Грибна клітинна стінка змінює свій склад, властивості та форму в міру зростання гриба.

• Клітинні стінки бактерій

  Бактеріальні клітинні стінки, як і у рослин, в першу чергу захищають осередок від внутрішнього тургору. У прокаріотів клітинна стінка відрізняється складом основного компонента – він складається з пептидоглікану, що розміщується відразу за цитоплазматичною мембраною.

  Розрізняють два види бактеріальних клітинних стінок, за цією ознакою бактерії діляться на:

  • грамнегативні;
  • грампозитивні.

  У грампозитивних бактеріях клітинна стінка має товстий шар пептидоглікану. Така стінка є у певного типу організмів, в клітинах яких формується ліпотейхоєва кислота, завдяки наявності фосфодієстерних зв’язків між мономерами якої клітина отримує негативний електричний заряд.

  Відповідно грамнегативні бактерії мають дуже тонкий шар пептидоглікану клітинної стінки та мають другу, зовнішню, мембрану, що знаходиться зовні від клітинної стінки та компонує фосфоліпіди та ліпополісахариди на своїй зовнішній стороні.

• 
  

Ядерна оболонка

 

Кожне ядро, якою б не була його форма, відділене від цитоплазми подвійною мембраною або так званою ядерною оболонкою. Ядерна оболонка — характерна ознака еукаріотичних клітин. Вона складається із: 1) зовнішньої та внутрішньої ядерних мембран; 2) розміщеного між ними перинуклеарного простору; 3) комплексу ядерних пор; 4) фіброзного шару (ляміни), що вистилає внутрішню ядерну мембрану.

Ядерна оболонка відсутня лише протягом короткого часу в період клітинного ділення.

 Між двома мембранами ядерної оболонки лежить перинуклеарний простір, ширина якого від 20 до 60 нм. Зовнішня мембрана ядерної оболонки часто переходить, не перериваючись в мембрани ЕПС, тому вона часто покрита рибосомами, що підкреслюють подібність і взаємозв’язок між ядерною оболонкою і ЕПС. Внутрішня мембрана контактує з хромосомним матеріалом ядра. Мембрана ядерної оболонки в морфологічному відношенні не відрізняється від інших внутріклітинних мембран.

Характерною особливістю ядерної оболонки є наявність на її поверхні особливих пор, що мають вигляд округлих наскрізних отворів діаметром 80-90 нм. Кількість пор дуже варіює і залежить від розмірів ядра і від функціональної активності клітини. У деяких ядер пори можуть займати більше 10% всієї поверхні ядра.

Пора характеризується октагональною симетрією. По межі округлого отвору в ядерній оболонці розміщується три ряди гранул, по 8 штук в кожному: один ряд лежить з боку ядра, інший - з боку цитоплазми, третій розміщений в центральній частині пори. Розмір гранул 25 нм. Від них відходять фібрилярні відростки, які можуть сходитися в центрі пори, утворюючи ніби перегородку. В центрі отвору пори часто можна бачити центральну гранулу.

В складі ядерних оболонок знайдені невелика кількість ДНК (0-8%), РНК (3-9%), але основними хімічними компонентами є ліпіди (13-35%) і білки (50-75%), що характерно для всіх клітинних мембран. Серед білків мембрани значна кількість ферментів, які спільні з ЕПС, виявлена також активність багатьох окислювальних ферментів, що беруть участь в окислювальному фосфорилюванні на ядерних мембранах. Цей процес забезпечує енергією процеси, що відбуваються в клітинному ядрі. Більша частина РНК ядерної оболонки приходиться на рРНК, що входять до складу рибосом на зовнішній ядерній мембрані.

+Функції ядерної оболонки полягають у відмежуванні вмісту ядра від цитоплазми і в регуляції переміщення речовин з ядра в цитоплазму і навпаки. На виділених ядрах було показано, що ядерні оболонки повністю проникні для іонів, для молекул з малою молекулярною масою, таких як цукри, амінокислоти, нуклеотиди. Велика кількість білків теж вільно проникає в ядро. З ядра в цитоплазму транспортується РНК і РНП-часточки (рибосоми). Як здійснюються всі ці види транспорту до кінця не з’ясовано.

Ядерні пори мають складну будову, тому їх і називають поровим комплексом (ПК).

Розміри і будова ПК практично однакові у всіх еукаріот. В широких межах варіює число ПК на одиницю ядерної поверхні. Їх число збільшується в метаболічно активних клітинах і відносно мало в ядрах клітин, диференціювання яких завершене (еритроцити птахів, амфібій, сперматозоїди).

Розподіл пор на поверхні ядра також нерівномірний. Часто можна спостерігати їх скупчення, що також пов’язане з функціональною активністю ядра.

Функції ядерної оболонки.

1.Розмежування вмісту ядра від цитоплазми, а, значить, розподіл процесів зберігання інформації і її транскрипції від трансляції — кінцевої її реалізації. Таке розмежування очевидно спрямоване на більш надійне збереження генетичного гомеостазу — первинної умови збереження виду.

2. Здійснення ядерно-цитоплазматичного обміну.

Існує кілька шляхів транспорту речовин із ядра в цитоплазму і навпаки.

1. Транспорт через обидві ядерні мембрани.

2. Інвагінація внутрішньої ядерної мембрани з утворенням бульбашки, що переходить далі в цистерни ЕР.

3. Транспорт через внутрішню мембрану з наступним утворенням і відщепленням бульбашки на зовнішній мембрані.

4. Транспорт через порові комплекси — основний вид транспорту всіх мікро- та макромолекул. При цьому транспорт РНК через ПК супроводжується процесингом — кінцевим дозріванням про-іРНК в зрілу іРНК.

Цей процес активний: йде за участі комплексу ферментів і енергії АТФ.

Необхідно відзначити, що перенесення речовин з ядра в цитоплазму і шляхом від’єднання мембран ядра, є також свідченням рециркуляційного потоку мембран в клітині. Так, відщеплення везикул із ядерної мембрани, мається на увазі їх вбудова, але уже за рахунок везикул ЕР, АГ, ЦМ.

3-тя функція ядерної оболонки — структурна.

За допомогою фіброзного шару ядерної оболонки, а також особливих гранул діаметром 25 нм (пристінкових гранул), нитки хроматину приєднуються до ядерної оболонки. Таким чином, за допомогою ядерної оболонки підтримується певна специфічна архітектоніка (розміщення) хромосом в інтерфазному ядрі. В місцях сполучення пристінкового хроматину є точки реплікації хромосом. Отже, ядерна оболонка відіграє певну роль в регуляції реплікації ДНК.

4-та функція — у нижчих еукаріот, у яких має місце закритий мітоз, тобто без руйнування ядерної оболонки, остання бере участь в розподілі редуплікованих хромосом до полюсів, так як це відбувається при поділі прокаріот.

Ядерце

Ядерця — округлі, ущільнені ділянки ядра, що складаються з 80 % білка та 10 — 15

 % РНК. 

Функція : утворення рибосом.

Ядерце (або декілька ядерець) виявляється в ядрах під світловим мікроскопом як інтенсивно забарвлена ​​структура, більша, ніж грудочки хроматину. Давно помічена закономірність, що сумарний розмір ядерець в ядрі може характеризувати рівень синтетичних процесів у клітині. У клітинах, що активно синтезують білок, ядерця бувають великими. Встановлено, що активні еукаріотичні клітини протягом одного клітинного циклу використовують кілька мільйонів рибосом, і всі вони утворюються в полісом.

На електронних мікрофотографіях ядерця клітин різного типу виглядають по-різному. Проте у складі ядерця завжди виявляються дві структури: електронно-щільний ділянку, навколо якого розташовується більш рихла зона, яка при хорошому дозволі електронної мікроскопії виглядіт зернистою (рис. 4.10). Ці два морфологічних компонента ядерця відповідно називаються фібрилярний і гранулярний. Вони розрізняються не тільки по морфології, але і по функціях.

Ядерця є продуктом активності хромосом.

Цитоплазма та її компоненти

 

Цитоплазма – внутрішнє середовище клітини, що міститься між плазматичною мембраною і ядром. Ця частина клітини являє собою колоїдний розчин неорганічних і органічних речовин. Внутрішнє середовище клітини характеризується відносною сталістю будови та властивостей, тобто клітинним гомеостазом. 

Під контролем ядра цитоплазма здатна до росту і відновлення, при частковому видаленні вона повністю регенерує. А в без'ядерних клітинах цитоплазма, як правило, не здатна до довгого автономного існування. У клітинах тварин цитоплазма може поділятися на екто- і ендоплазму. 

Ектоплазма є прозорим щільним шаром цитоплазми, який позбавлений більшості органел та включень, а ендоплазма – це внутрішній рідкіший шар, у якому й розташовані різні органели та включення. Основною властивістю цитоплазми є здатність до руху. Циклоз –– рух цитоплазми в клітині, обумовлений скороченням мікрониток і мікротрубочок. Цей процес сприяє оптимальному розташуванню органел, кращому протіканню біохімічних реакцій, видаленню продуктів обміну тощо. Рух цитоплазми залежить від функцій клітини, віку, умов середовища тощо. Характерна для живих організмів висока організованість метаболізму в часі Та просторі значною мірою забезпечується наявністю в цитоплазмі спеціалізованих ділянок. Вони відрізняються за ступенем активності наявних хімічних сполук та механізмів, що регулюють їх перетворення. Такі ділянки називають компартментами, а розмежування клітинного простору отримало назву компартментації.

 Компартменти (від англ, compartment – відділ, відсік) – це окремі функціональні ділянки, оточені мембранами. Значення цитоплазми полягає в тому, що вона: а) поєднує всі клітинні структури і забезпечує їх взаємодію; б) завдяки здатності до руху зумовлює транспорт різноманітних речовин; в) забезпечує перебіг процесів обміну речовин (наприклад, анаеробне дихання); г) є місцем, де відкладаються запасні поживні речовини та продукти метаболізму. Основними компонентами цитоплазми є цитозоль (гіалоплазма), органели, включення.

Клітинні включення – непостійні утвори, що є запасними сполуками або продуктами обміну речовин і роль яких у клітині пасивна. Вони або служать для забезпечення життєдіяльності клітини, або з'являються в результаті її функціонування. Наприклад, секреторні, екскреторні, трофічні, пігментні включення. За хімічною природою включення поділяють на білкові, вуглеводні, ліпідні, кристалічні та ін.

Шорстка ЕПС ( Гранулярний ендоплазматичний ретикулум)

  Ендоплазматична сітка, або ендоплазматичний ретикулум (від лат. reticulum – сітка) – одномембранна органела еукаріотичних клітин у вигляді замкненої системи канальців і плоских мембранних мішечків-цистерн. Вперше ЕПС була відкрита американським вченим К. Портером у 1945 році за допомогою електронного мікроскопа. ЕПС є органелою, яка ділить цитоплазму на компартменти і пов'язана з плазмалемою та ядерними мембранами. За участю ЕПС формується ядерна оболонка в період між поділами клітин.

Будова. ЕПС утворюють цистерни, трубчасті мембранні канальці, мембранні міхурці-везикули (транспортують речовини, що синтезуються) і внутрішня речовина – матрикс з великою кількістю ферментів. Ретикулум містить білки і ліпіди, серед яких багато фосфоліпідів, а також ферменти синтезу ліпідів, вуглеводів. Мембрани ЕПС, подібно до компонентів цитоскелету, полярні: з одного кінця вони нарощуються, а з іншого – розпадаються на окремі фрагменти. 

Розрізняють два види ендоплазматичної сітки: шорстку (гранулярну) і гладку (агра- нулярну). 

Шорстка ЕПС має рибосоми, які утворюють комплекси з іРНК (поліри- босоми, або полісоми), і присутня у всіх живих еукаріотичних клітинах (за винятком сперматозоїдів і зрілих еритроцитів), однак ступінь її розвитку різний і залежить від спеціалізації клітин. Так, сильно розвинену шорстку ЕПС мають залозисті клітини підшлункової залози, гепатоцити, фібробласти (клітини сполучної тканини, які продукують білок колаген), плазмоцити (продукують імуноглобуліни). 

Гладка ЕПС не має рибосом і є похідною від шорсткої. Вона переважає в клітинах надниркових залоз (здійснює синтез стероїдних гормонів), у м'язових клітинах (бере участь в обміні Кальцію), клітинах основних залоз шлунку (участь у виділенні хлоридної кислоти).

Функції. Гладка і шорстка ЕПС виконують спільні функції: 1) розмежувальну – забезпечує упорядкований розподіл цитоплазми; 2) транспортну – здійснюється перенесення в клітині необхідних речовин; 3) синтезуючу – утворення мембранних ліпідів. Крім того, кожен з різновидів ЕПС виконує свої спеціальні функції.

• 1) біосинтез білків – утворюються мембранні білки, секреторні білки, які надходять у позаклітинний простір та ін.;
• 2) модифікуюча – відбувається модифікація білків, які утворилися після трансляції;
• 3) участь в утворенні комплексу Гольджі

Гладенька ЕПС або агранулярний ендоплазматичний ретикулум.

 Ендоплазматична сітка, або ендоплазматичний ретикулум (від лат. reticulum – сітка) – одномембранна органела еукаріотичних клітин у вигляді замкненої системи канальців і плоских мембранних мішечків-цистерн. Вперше ЕПС була відкрита американським вченим К. Портером у 1945 році за допомогою електронного мікроскопа. ЕПС є органелою, яка ділить цитоплазму на компартменти і пов'язана з плазмалемою та ядерними мембранами. За участю ЕПС формується ядерна оболонка в період між поділами клітин.

Будова. ЕПС утворюють цистерни, трубчасті мембранні канальці, мембранні міхурці-везикули (транспортують речовини, що синтезуються) і внутрішня речовина – матрикс з великою кількістю ферментів. Ретикулум містить білки і ліпіди, серед яких багато фосфоліпідів, а також ферменти синтезу ліпідів, вуглеводів. Мембрани ЕПС, подібно до компонентів цитоскелету, полярні: з одного кінця вони нарощуються, а з іншого – розпадаються на окремі фрагменти. Розрізняють два види ендоплазматичної сітки: шорстку (гранулярну) і гладку (агра- нулярну). Шорстка ЕПС має рибосоми, які утворюють комплекси з іРНК (поліри- босоми, або полісоми), і присутня у всіх живих еукаріотичних клітинах (за винятком сперматозоїдів і зрілих еритроцитів), однак ступінь її розвитку різний і залежить від спеціалізації клітин. Так, сильно розвинену шорстку ЕПС мають залозисті клітини підшлункової залози, гепатоцити, фібробласти (клітини сполучної тканини, які продукують білок колаген), плазмоцити (продукують імуноглобуліни). Гладка ЕПС не має рибосом і є похідною від шорсткої. Вона переважає в клітинах надниркових залоз (здійснює синтез стероїдних гормонів), у м'язових клітинах (бере участь в обміні Кальцію), клітинах основних залоз шлунку (участь у виділенні хлоридної кислоти).

Функції. Гладка і шорстка ЕПС виконують спільні функції: 1) розмежувальну – забезпечує упорядкований розподіл цитоплазми; 2) транспортну – здійснюється перенесення в клітині необхідних речовин; 3) синтезуючу – утворення мембранних ліпідів. Крім того, кожен з різновидів ЕПС виконує свої спеціальні функції.

Функції гладенької ЕПС:

• 1) депонуюча (наприклад, у поперечнопосмугованій м'язовій тканині існує спеціалізована гладка ЕПС, названа саркоплазматичним ретикулумом, що є резервуаром Са2+);
• 2) синтез ліпідів і вуглеводів – утворюються холестерин, стероїдні гормони наднирників, статеві гормони, глікоген та ін.;
• 3) детоксикуюча – знешкодження токсинів

Комплекс (апарат) Гольджі

 Комплекс Гольджі, або апарат Гольджі, – це одномембранна органела еукаріотичних клітин, основними функціями якої є зберігання та виведення надлишків речовин з клітин організму й утворення лізосом. Відкрито цю органелу в 1898 році італійським фізиком К. Гольджі.

Будова. Побудована з мішечків, які називають цистернами, системою трубочок і міхурців різних розмірів. Цистерни комплексу Гольджі (КГ) також полярні: до одного полюса підходять міхурці з речовинами, які відриваються від ЕПС (зона формування), з іншого полюса – міхурці з речовинами відокремлюються (зона дозрівання). У клітинах комплекс Гольджі розміщений, здебільшого, поблизу ядра. КГ є в усіх еукаріотичних клітинах, але його будова у різних організмів може бути різною. Так, у рослинних клітинах виділяють декілька структурних одиниць, які називають диктіосомами. Мембрани комплексу Гольджі синтезуються гранулярною ЕПС, яка прилягає до нього. Під час поділу клітини КГ розпадається на окремі структурні одиниці, які випадково розподіляються між дочірніми клітинами.

Функції. Комплекс Гольджі виконує досить таки різноманітні і важливі функції, пов'язані з утворенням і перетворенням складних речовин. Ось деякі з них:

• 1) участь у побудові біологічних мембран – наприклад, у клітинах найпростіших за допомогою його елементів формуються скоротливі вакуолі, у сперматозоїді утворюється акросомса;
• 2) утворення лізосом – синтезовані в ЕПС ферменти-гідролази упаковуються в мембранний міхурець, який відділяється в цитоплазму;
• 3) утворення пероксисом – формуються тільця з ферментом-каталазою для руйнування пероксиду Гідрогену, який утворюється при оскисненні органічних речовин і є отруйною для клітин сполукою;
• 4) синтез сполук поверхневого апарату – утворюються ліпо-, гліко-, мукопротеїди, які входять до складу глікокаліксу, клітинних стінок, слизових капсул;
• 5) участь у секреції речовин з клітини – у КГ відбувається дозрівання секреторних гранул, у міхурці, і переміщення цих міхурців у напрямку плазмолеми.

Везикула

 

Взагалі передача інформації від клітини до клітини, від тканини до тканини, від особини до особини – є однією з головних передумов еволюції і становлення життя. Багатьом відомо, що передачу інформації між клітинами та тканинами забезпечують хімічні речовини, що їх називають медіаторами. В широкому розумінні слова до цих речовин можна віднести навіть гормони. Всі медіатори виробляються і в подальшому виділяються назовні тими чи іншими клітинами. Далеко не всі медіатори є білкової природи, але все одно вони транспортуються за допомогою системи пухирців. 

Синтез медіаторів тим чи іншим чином «зав’язаний» на мембранах внутрішньоклітинного апарату – ендоплазматичного ретикулуму (тобто сітки, мережі), що являє собою велику розгалужену мережу канальців та кишень, оточених одношаровою мембраною і найчастіше пов’язаних з ядром. І от, коли якась речовина синтезувалася і потрапила всередину таких канальців, від них відбруньковується маленький пухирець( везикула), що містить цю речовину і транспортується до «сортувального пункту», функції якого всередині клітин виконує комплекс Гольджі (за ім’ям італійського вченого Камілло Гольджі, Нобелівського лауреата 1906 року).

Ця структура може повернути речовину назад до ретикулуму, може надіслати її до поверхні клітини з метою подальшого вивільнення речовини у позаклітинний простір, може направити її до інших внутрішньоклітинних структур і т.д.

І весь цей транспорт забезпечується так само мембранними пухирцями, що несуть всередині конкретні речовини. Чим більш складна організація клітини, тим важче доставити необхідні речовини за адресою без помилки. Саме тому ці маленькі пухирці, або мембранні везикули і є надзвичайно важливими компонентами складної регуляції функцій організму. Без них неможливі передача нервових та гуморальних сигналів, обмін речовин, вища нервова діяльність, тощо. 

Лізосоми

 

Лізосоми (з грец. lysis – розчинення, soma – тіло) – це одномембранні органели еукаріотичних клітин, які мають вигляд округлих тілець. В одноклітинних організмах їх роль полягає у внутрішньоклітинному травленні, у багатоклітинних – вони виконують функцію розщеплення чужорідних для клітини речовин. Лізосоми можуть бути розташовані у будь-якому місці цитоплазми. Відкриті лізосоми бельгійським цитологом Крістіаном де Дювом у 1949 році.

Будова. Лізосоми мають вигляд міхурців діаметром близько 0,5 мкм, оточених мембраною і заповнених гідролітичними ферментами, що діють у кислому середовищі. Ферментний склад лізосом дуже різноманітний, він утворений протеазами (ферменти, що розщеплюють білки), амілазами (ферменти для вуглеводів), ліпазами (ферменти ліпідів), нуклеазами (для розщеплення нуклеїнових кислот) та ін. Усього нараховується до 40 різних ферментів. При ушкодженнях мембрани ферменти виходять у цитоплазму і викликають швидке розчинення (лізис) клітини. Лізосоми утворюються шляхом взаємодії КГ і гранулярної ЕПС. Ферменти лізосом синтезуються в гранулярній ЕПС та за допомогою міхурців переносяться до КГ, розташованого поряд з ендоплазматичною сіткою. Відтак через трубчасті розширення КГ ферменти переходять на його функціональну поверхню і упаковуються в лізосоми.

Функції. Залежно від функцій виділяють різні види лізосом: фаголізосоми, аутофаголізосоми, залишкові тільця та ін.  

Аутофоголізосоми утворюються при злитті лізосоми з аутофагосомою, тобто міхурцем, який містить власні макромолекулярні комплекси клітини, наприклад, цілі клітинні органели, або їх фрагменти, які втратили функціональну здатність і підлягають знищенню.

 Фаголізосоми (фагосоми) утворюються шляхом поєднання лізосом з фагоцитозними або піноцитозними міхурцями, які містять захоплений клітиною матеріал для внутрішньоклітинного перетравлювання. Активні ферменти в них безпосередньо контактують з біополімерами, які підлягають розщепленню. 

Залишкові тільця – це оточені мембраною нерозщеплені частинки, що можуть тривалий час залишатися в цитоплазмі і тут утилізуватися або шляхом екзоцитозу виводитися поза клітину. У залишкових тільцях нагромаджується матеріал, розщеплення якого ускладнено (наприклад, пігмент коричневого кольору – ліпофусцин, який ще називають "пігментом старіння"). Отже, основними функціями лізосом є:

• 1) аутофагія – розщеплення в аутофаголізосомах власних компонентів клітини, цілих клітин або їхніх груп (наприклад, розсмоктування хвоста пуголовка, підгрудинної залози у підлітків, лізис клітин печінки при отруєнні);
• 2) гетерофазія – розщеплення в фаголізосомах чужорідних речовин (наприклад, розщеплення органічних часток, вірусів, бактерій, які потрапили в клітину тим чи іншим шляхом);
• 3) травна функція – в одноклітинних організмах ендосоми зливаються з фагоцитозними міхурцями і утворюють травну вакуолю, яка здійснює внутрішньоклітинне травлення;
• 4) видільна функція – видалення з клітини за допомогою залишкових тілець неперетравлених решток.

Клітинний центр

 

Клітинний центр (центросома) – немембранна органела еукаріотичнчх клітин, що складається з центріолей. Уперше виявлена в 1888 році Теодором Бовері, який назвав її "особливим органом клітинного поділу". У клітині, яка перебуває на початку інтерфази, ця органела знаходиться біля ядра. Вона виявлена в усіх клітинах тварин (за винятком яйцеклітин), у водоростей (вищі рослини його не мають) і в клітинах грибів.

Будова. Клітинний центр складається, як правило, з двох центріолей, розташованих під прямим кутом одна до одної. Перебувають вони в ділянці світлої цитоплазми (центросфери), від якої розходяться мікротрубочки. Аномальне збільшення кількості центріолей характерне для багатьох ракових клітин. Кожна центріоля клітинного центру має вигляд порожнистого циліндра діаметром близько 0,15 мкм і довжиною 0,5 мкм. Стінки циліндра формує віночок з 9 груп мікротрубочок (по 3 мікротрубочки в групі, тобто з 9 триплетів), розміщених по колу. Наприкінці інтерфази біля кожної материнської центріолі утворюється дочірня, дещо коротша, розміщена перпендикулярно до материнської. Таким чином, перед мітозом клітина містить дві пари центріолей.

Функції. Активна роль клітинного центру виявляється при поділі клітини. Центріолі розходяться до полюсів клітини і організовують розміщення мікротрубочок у структуру, яка має назву веретена поділу. Центріолі беруть участь в утворенні мікротрубочок цитоскелета. Крім участі в поділі ядра, клітинний центр відіграє важливу роль у формуванні еукаріотичних джгутиків і війок. Його центріолі формують базальне тіло, що лежить в основі джгутиків. У організмів, позбавлених центріолей (наприклад, у сумчастих грибів, покритонасінних рослин), джгутики не розвиваються. Отже, для клітинного центра характерними є дві функції: участь у поділі клітини та організація цитоскелета.

Плазматична мембрана клітини

 

Функції клітинних мембран

Забезпечують зв'язок клітин між собою і навколишнім середовищем

Поділяють внутрішнє середовище клітини на відсіки - компартменти

На поверхні мембран розміщаються клітинні структури: рибосоми, ферменти, пігменти та ін.

У біологічних мембранах відбуваються процеси, пов'язані зі сприйняттям і передачею інформації, формуванням і передачею збудження, перетворенням енергії та ін.

Біологічні мембрани – це тонкі (6-10 нм) ліпопротеїдні плівки, які відокремлюють клітину від зовнішнього середовища та забезпечують здійснення процесів всередині клітини. 

Біомембрани є одним з основних компонентів клітини, їх у своїй основі мають мембранні органели, вони характерні для ядерної оболонки і з них побудована цитоплазматична мембрана. 

У складі мембран є: 1) ліпіди (близько 40%) – фосфоліпіди, гліцероліпіди, холестерин та ін.; 2) білки (близько 60%), які можна згруповувати за розташуванням (поверхневі, периферичні, внутрішні, інтегральні), біологічним значенням [ферментні, рецепторні і структурні); 3) вуглеводи в складі глікопротеїдів та гліколіпідів. Відповідно до рідинно-мозаїчної моделі будови (С. Сингер, Г. Ніколсон, 1972 р.), біомембрани – це напівпроникний біліпідний шар із вбудованими в нього білками. 

Ліпідний бішар побудований із фосфоліпідів, які є амфіфільними сполуками, що і визначає їхню рухливість, здатність самовідновлюватися та вибіркову проникність для речовин. В оточенні води фосфоліпіди мають властивість організовуватися таким чином: гідрофільні голови спрямовані назовні та контактують з водою, а гідрофобні хвости орієнтовані всередину та контактують лише з хвостиками сусідніх фосфоліпідів. При цьому виникає два типи утворень: а) міцели – невеликі сферичні частинки, у яких хвости фосфоліпідів спрямовані всередину; б) бімолекулярні шари – це утвори, у яких гідрофобні хвости фосфоліпідів розташовані між двома шарами їх гідрофільних голівок.

ГЛІКОКАЛІКС

Біологія від А до Я

Над плазматичною мембраною тваринних клітин лежить тонкий (10-20 нм) поверхневий шар — глікокалікс. Складається з вуглеводів, ковалентно приєднаних до мембранних білків (глікопротеїди), і частково зі сполук вуглеводів з ліпідами (гліколіпіди).

Глікокалікс, як і клітинні стінки рослин, утворюється внаслідок життєдіяльності самих клітин. Він приєднується до плазматичної мембрани й виконує такі функції:

забезпечує безпосередній зв’язок між клітинами та зв’язок клітин з навколишнім середовищем;

захисну;

через глікокалікс клітина сприймає подразнення;

рецепторну;

завдяки наявності ферментів може брати участь у позаклітинному травленні.

Незначна товщина і низька щільність глікокаліксу не дають змоги виконувати опорну функцію.