Цитоплазма та її органели
Цитоплазма – внутрішній вміст клітини за винятком ядра. В цитоплазмі протікає основна частина обмінних процесів організму. До її складу входять наступні органели: мембранні – ендоплазматична мережа, мітохондрії, пластиди, апарат (комплекс) Гольджі, лізосоми, вакуолі (накопичувальні, секреторні, травні); немембранні – рибосоми, клітинний центр, компоненти цитоскелету і органели руху деяких клітин. Органели є постійними складовими цитоплазми.
В цитоплазмі містяться також і непостійні структури, які в процесі життєдіяльності то з’являються, то зникають. Їх називають включеннями. Це можуть бути крапельки жиру, грудочки глікогену, секреторні гранули або зерна крохмалю.
Простір між органеллами заповнене цитоплазма-тическим матриксом (<грец. Matrix основа) – цитозолем (або гиалоплазмой). Постійний рух цитозоля сприяє необхідному переміщенню речовин і клітинних структур, забезпечує взаємодію компонентів клітини. Цитозоль містить:
Води 75-80%
Білків і амінокислот 10-12%
Вуглеводів 4-6%
Ліпідів 2-3%
Цитоскелет клітини (її опорно-рухова система) складено білковими нитками: микротрубочками і актомиозинового фибриллами. Елементи цитоскелету пов’язані з Плазмаліт-мій, мембранами органел і ядра. Микротрубочки утворюють веретено поділу; вони здатні змінювати своє положення, збільшуватися й зменшуватися, надаючи цитоскелету пластичність. В комплексі з моторними білками (ки-незін, дінеін) микротрубочки здійснюють основну частину внутрішньоклітинного транспорту: переміщують органели, гранули та вакуолі, частки. Ковзання моторних білків уздовж мікротрубочок активується енергією АТФ. Ендоплазматична мережа (ЕРС) – складна система численних дрібних мембранних порожнин і канальців, загальний обсяг яких може досягати половини обсягу клітини.
Стінки ЕРС є мембранами, подібними за будовою з зовнішньої. Частина мембран ЕПС – шорсткі (гранулярні), інші – гладкі. До поверхні шорсткуватих мембран прикріплено безліч рибосом, які й надають мембран шорсткий вигляд. На рибосомах йде синтез білків. На мембранах шорсткою ЕПС відбувається і синтез мембранних ліпідів. З білків і ліпідів тут формуються клітинні мембрани гладкою ЕРС, яка є вторинною по відношенню до шорсткою. На мембранах гладкої мережі розташовані ферментні системи, які беруть участь у синтезі жирів і вуглеводів. Особливо розвинена ЕРС в клітинах з інтенсивним обміном речовин. Рибосоми являють собою дрібні (близько 0,02 мкм) округлі немембранні органели, що складаються з великої та малої субодиниць. Субодиниці формуються в клітинному ядрі і виводяться в цитоплазму. На час синтезу білка субодиниці з’єднуються в цілісні функціональні рибосоми (за участю катіонів магнію). Клітка будь-якого організму містить тисячі рибосом. Частина їх прикріплена до мембран ЕПС, інші розташовуються вільними групами. До складу рибосом входять рРНК (50% маси) і більше 100 білкових молекул. Рі-босомние РНК складають структурний каркас і виконують функцію каталізаторів при синтезі білка.
На внутрішній мембрані розташовані ферментні комплекси, які здійснюють реакції повного окислення деяких органічних речовин (окисного фосфорилювання, див. § 14). При цьому звільняється енергія, яку мітохондрії запасають в макроергічних зв’язках АТФ. Молекули АТФ, що синтезуються мітохондріями, забезпечують енергією практично всі процеси життєдіяльності клітини. Тому мітохондрії називають енергетичними органеллами, “силовими станціями” клітини.
Найбільша кількість мітохондрій міститься в клітинах, як правило, несуть велике навантаження (клітини серцевого м’яза) або активно беруть участь в процесах синтезу (печінка), також вимагають істотних енерговитрат у вигляді АТФ.
Простір, обмежений внутрішньою оболонкою мітохондрії, заповнене мітохондріальних матриксом. Основу його складають ферменти, що здійснюють реакції окисного фосфорилювання, в матриксі розташовані невеликі кільцеві молекули мітохондріальної ДНК, рибосоми. Мітохон-дріальная ДНК кодує все рРНК і тРНК, необхідні рибосомі, і деякі білки (основна частина білків для рибосом закодовані в ядерній ДНК). Ці молекули синтезуються мітохондріальними рибосомами. Рибосоми матриксу за будовою значно відрізняються від цитоплазматических.
Нові мітохондрії утворюються шляхом ділення наявних. Їх життєвий цикл досить короткий – наприклад, в клітинах печінки вони живуть близько 10 днів.
Пластида (<грец. Plastides образ, створений) синтезують і накопичують поживні речовини. Ці органели містить тільки цитоплазма клітин рослин, клітини тварин і грибів пластид не мають.
Хлоропласти містяться майже у всіх клітинах зелених рослин і водоростей, на які падає світло, але особливо багато їх в клітках листів. Зазвичай вони мають форму дисків діаметром 4-6 мкм. В клітці вищих рослин міститься 20-50 хлоропластів. Зелений колір рослинам додає магній-який містить пігмент хлорофіл (<грец. Chloros зелений + phyllon лист), для утворення якого необхідне сонячне світло.
Хлоропласти – органели клітини, в яких відбувається фотосинтез – утворення органічних сполук з CO2 і Н2О за допомогою енергії світла. Завдяки наявності хлорофілу і спеціального комплексу ферментів в хлоропластах відбувається перетворення сонячної енергії в енергію хімічних зв’язків синтезованих сполук. Значна кількість беруть участь у фотосинтезі молекул АТФ синтезують самі хлоропласти.
За будовою хлоропласти нагадують мітохондрії. Вони мають дві мембрани (внутрішню і зовнішню), внутрішня утворює близько 50 гран. Кожна грана складається з стопки мембранних мішечків – тилакоїдів, в мембранах тилакоїдів міститься хлорофіл. Для рівномірної освітленості грани розташовані в шаховому порядку. Простір між гранами заповнене вузький стромой, що містить білки-ферменти фотосинтезу, рибосоми, кільцеві пластидних ДНК і різні включення. Рибосоми формують частину необхідних для хлоропластів білків, в тому числі і ферментів, які здійснюють освіту хлорофілу і процес фотосинтезу.
Утворені в процесі фотосинтезу вуглеводи формують включення – крохмальні зерна. Розмір зерен (0,2-7 мкм) збільшується днем на яскравому світлі, коли в хлоропластах йде активний фотосинтез, і зменшується вночі, коли переважає відщеплення моносахаридів від крохмалю і використання їх як джерело енергії. Розмножуються хлоропласти подібно митохондриям – діленням, яке не пов’язане з поділом самої клітини.
Функція рибосом – синтез білка. На одній мРНК може “працювати” або одна рибосома, або відразу декілька рибосом, що переміщаються один за одним по ланцюгу мРНК. Такий комплекс рибосом носить назву полісоми (див. § 17).
Білки, синтезовані для потреб клітини, як правило, надходять в цитоплазму. Все білки, вироблені “на експорт” або для лізосом, відразу з рибосом потрапляють в ЕПС (багато травні ферменти дуже активні і здатні перетравити саму клітину) і по її каналам переміщаються до апарату Гольджі, а від нього в ту ділянку клітки або в ту частину організму, де потрібна цей вид білків.
Мітохондрії (<грец. Mitos нитка + chondros зернятко) містяться в цитоплазмі практично всіх типів еукаріотичних клітин. Клітини людини містять від сотень мітохондрій (клітини тканин і органів) до сотень тисяч (яйцеклітини). Мітохондрії можуть мати сферичну, овальну або ниткоподібну форму. Середній розмір – від 0,2 до 10 мкм. Мітохондрії добре помітні в світловий мікроскоп, а їх внутрішній устрій вивчають за допомогою електронного мікроскопа.
Мітохондрії покриті двома мембранами. Зовнішня мембрана гладка, внутрішня утворює складки – Крісті (<лат. Crista гребінь). Складки збільшують площу мембрани, підвищуючи її активність в біохімічних процесах. кількість
(1 votes, average: 5.00 out of 5)