Lygiojo endoplazminio tinklo struktūra. Endoplazminis tinklas: struktūra, tipai ir funkcijos

Endoplazminis Tinklelis(endoplazminis tinklas) atrado C. R. Porteris 1945 m.

Ši struktūra yra tarpusavyje sujungtų vakuolių, plokščių membraninių maišelių arba vamzdinių darinių sistema, kuri sukuria trimatį membraninį tinklą citoplazmoje. Endoplazminis tinklas (ER) yra beveik visuose eukariotuose. Jis sujungia organelius ir perneša maistines medžiagas. Yra dvi nepriklausomos organelės: granuliuotas (granuliuotas) ir lygus negranuliuotas (agranuliuotas) endoplazminis tinklas.

Granuliuotas (šiurkštus arba granuliuotas) endoplazminis tinklas. Tai plokščių, kartais išsiplėtusių cisternų, vamzdelių, transporto burbuliukų sistema. Cisternų dydis priklauso nuo ląstelių funkcinio aktyvumo, o spindžio plotis gali svyruoti nuo 20 nm iki kelių mikronų. Jei cisterna smarkiai išsiplečia, ji tampa matoma šviesos mikroskopu ir identifikuojama kaip vakuolė.

Cisternas sudaro dvisluoksnė membrana, kurios paviršiuje yra specifinių receptorių kompleksų, kurie prisitvirtina prie ribosomų membranos, verčiančių sekrecinių ir lizosomų baltymų polipeptidines grandines, citolemmalinius baltymus ir kt., ty baltymus, kurie nesusilieja su karioplazmos ir hialoplazmos turiniu.

Tarpas tarp membranų užpildytas vienalyte mažo elektronų tankio matrica. Išorėje membranos yra padengtos ribosomomis. Ribosomos elektroniniu mikroskopu matomos kaip mažos (apie 20 nm skersmens), tamsios, beveik apvalios dalelės. Jei jų yra daug, tai išoriniam membranos paviršiui suteikia granuliuotą išvaizdą, kuri buvo organelės pavadinimo pagrindas.

Ant membranų ribosomos išsidėsčiusios sankaupų – polisomų pavidalu, kurios sudaro įvairių formų rozetes, sankaupas ar spirales. Ši ribosomų pasiskirstymo ypatybė paaiškinama tuo, kad jos yra susijusios su viena iš mRNR, iš kurios skaito informaciją, sintetina polipeptidines grandines. Tokios ribosomos yra prijungtos prie ER membranos, naudojant vieną iš didžiojo subvieneto sričių.

Kai kuriose ląstelėse granuliuotas endoplazminis tinklas (GR. EPS) susideda iš retų išsibarsčiusių cisternų, tačiau gali formuoti dideles vietines (židinines) sankaupas. Silpnai išsivystęs gr. EPS prastai diferencijuotose ląstelėse arba ląstelėse, kurių baltymų sekrecija maža. Sankaupos gr. EPS randama ląstelėse, kurios aktyviai sintetina sekrecinius baltymus. Didėjant cisternos funkciniam aktyvumui, organelės tampa daugialypės ir dažnai plečiasi.

Gr. EPS gerai išvystytas sekrecinėse kasos ląstelėse, pagrindinėse skrandžio ląstelėse, neuronuose ir kt. Priklausomai nuo ląstelių tipo gr. EPS gali būti difuziškai pasiskirstęs arba lokalizuotas viename iš ląstelės polių, o daugybė ribosomų šią zoną nudažo bazofiliškai. Pavyzdžiui, plazmos ląstelėse (plazmocituose) gerai išsivysčiusi gr. EPS sukelia ryškią bazofilinę citoplazmos spalvą ir atitinka ribonukleino rūgščių koncentracijos sritis. Neuronuose organelė yra kompaktiškai gulinčių lygiagrečių rezervuarų pavidalu, kurie, atliekant šviesos mikroskopiją, citoplazmoje (chromatofilinė citoplazmos medžiaga arba tigroidas) atrodo kaip bazofilinis granuliuotumas.

Daugeliu atvejų gr. ER sintetina baltymus, kurių pati ląstelė nenaudoja, bet į juos išskiria išorinė aplinka: organizmo egzokrininių liaukų baltymai, hormonai, mediatoriai (endokrininių liaukų ir neuronų baltyminės medžiagos), tarpląstelinės medžiagos baltymai (kolageno ir elastinių skaidulų baltymai, pagrindinis tarpląstelinės medžiagos komponentas). Baltymai, kuriuos sudaro gr. EPS taip pat yra lizosomų hidrolizinių fermentų kompleksų, esančių išoriniame ląstelės membranos paviršiuje, dalis. Susintetintas polipeptidas ne tik kaupiasi EPS ertmėje, bet ir juda, pernešamas kanalais ir vakuoles iš sintezės vietos į kitas ląstelės dalis. Visų pirma, toks transportas vykdomas Golgi komplekso kryptimi. Elektroninės mikroskopijos metu gerą EPS vystymąsi lydi lygiagretus Golgi komplekso padidėjimas (hipertrofija). Lygiagrečiai su juo didėja branduolių vystymasis, didėja branduolinių porų skaičius. Dažnai tokiose ląstelėse yra daug sekrecinių intarpų (granulių), kuriuose yra sekrecinių baltymų, padidėja mitochondrijų skaičius.

EPS ertmėse besikaupiantys baltymai, aplenkdami hialoplazmą, dažniausiai pernešami į Golgi kompleksą, kur yra modifikuojami ir yra arba lizosomų, arba sekrecinių granulių dalis, kurių turinys lieka izoliuotas nuo hialoplazmos membrana. Viduje kanalėliai arba vakuolės gr. EPS – tai baltymų modifikavimas, jų prisijungimas prie cukrų (pirminis glikozilinimas); susintetintų baltymų kondensacija susidarant dideliems agregatams – sekrecinėms granulėms.

Ant ribosomų ER yra susintetinti membranos integriniai baltymai, kurie yra įterpti į membranos storį. Čia iš hialoplazmos pusės vyksta lipidų sintezė ir jų įsijungimas į membraną. Dėl šių dviejų procesų auga pačios EPS membranos ir kiti vakuolinės sistemos komponentai.

Pagrindinė gr. EPS – tai eksportuojamų baltymų sintezė ribosomose, išskyrimas iš hialoplazmos turinio membranos ertmėse ir šių baltymų pernešimas į kitas ląstelės dalis, cheminis modifikavimas arba lokalus kondensavimas, taip pat sintezė. konstrukciniai komponentai ląstelių membranos.

Vertimo metu ribosomos prisitvirtina prie membranos gr. EPS grandinės (polisomų) pavidalu. Galimybę prisijungti prie membranos suteikia signalizacijos sritys, kurios prisitvirtina prie specialių ER receptorių – švartavimosi baltymo. Po to ribosoma prisijungia prie baltymo, kuris ją fiksuoja prie membranos, o susidariusi polipeptidinė grandinė pernešama per membranų poras, kurios atsiveria receptorių pagalba. Dėl to baltymų subvienetai yra tarpmembraninėje erdvėje gr. EPS. Prie gautų polipeptidų gali prisijungti oligosacharidas (glikozilinimas), kuris yra atskirtas nuo dolicholo fosfato, pritvirtinto prie vidinio membranos paviršiaus. Vėliau kanalėlių ir cisternų spindžio turinys gr. EPS transportavimo pūslelėmis transportuojamas į Golgi komplekso cis skyrių, kur jis toliau transformuojamas.

Lygus (agranuliuotas) EPS. Tai gali būti susiję su p. EPS yra pereinamoji zona, tačiau vis dėlto yra nepriklausoma organelė su savo sistema receptorių ir fermentų kompleksai. Jį sudaro sudėtingas kanalėlių tinklas, plokščios ir išplėstinės cisternos bei transportavimo burbuliukai, bet jei gr. EPS dominuoja tankai, tada sklandžiai endoplazminis Tinklelis(lygus EPS) daugiau vamzdelių, kurių skersmuo apie 50 ... 100 nm.

Iki membranų lygios. ER neprisijungia prie ribosomų, o tai yra dėl to, kad nėra šių organelių receptorių. Taigi, sklandžiai. EPS, nors tai yra morfologinis granuliacijos tęsinys, nėra tik endoplazminis tinklas, ant kurio Šis momentas nėra ribosomų, bet yra nepriklausoma organelė, prie kurios ribosomos negali prisijungti.

Malonu. EPS dalyvauja riebalų sintezėje, glikogeno, polisacharidų, steroidinių hormonų ir kai kurių vaistų (ypač barbitūratų) metabolizme. Sklandžiai EPS pereina paskutinius visų lipidų sintezės etapus ląstelių membranose. Ant membranų lygios. EPS yra lipidus transformuojantys fermentai – flippazės, judantys riebalų molekules ir išlaikantys lipidų sluoksnių asimetriją.

Malonu. EPS yra gerai išvystytas raumenų audiniuose, ypač dryžuotuose. Skeleto ir širdies raumenyse jis sudaro didelę specializuotą struktūrą - sarkoplazminį tinklą arba L-sistemą.

Sarkoplazminis tinklas susideda iš tarpusavyje einančių L kanalėlių tinklų ir kraštinių cisternų. Juose pinamos specialios susitraukiančios raumenų organelės – miofibrilės. Skersaruožiuose raumenų audiniuose organelėje yra baltymas – kalsekvestrinas, kuris suriša iki 50 Ca 2+ jonų. Lygiųjų raumenų ląstelėse ir neraumeninėse ląstelėse tarpmembraninėje erdvėje yra baltymo, vadinamo kalretikulinu, kuris taip pat jungiasi su Ca 2+ .

Taigi, sklandžiai. EPS yra Ca 2+ jonų rezervuaras. Ląstelės sužadinimo momentu jos membranos depoliarizacijos metu kalcio jonai pašalinami iš EPS į hialoplazmą – pagrindinį mechanizmą, sukeliantį raumenų susitraukimą. Tai lydi ląstelių ir raumenų skaidulų susitraukimas dėl aktomiozino arba miofibrilių aktomimiozino kompleksų sąveikos. Ramybės būsenoje Ca 2+ sklandžiai reabsorbuojamas į kanalėlių spindį. EPS, dėl kurio sumažėja kalcio kiekis citoplazminėje matricoje ir kartu atsipalaiduoja miofibrilės. Kalcio siurblio baltymai reguliuoja transmembraninį jonų transportavimą.

Padidėjus Ca 2+ jonų koncentracijai citoplazminėje matricoje, pagreitėja ir ne raumenų ląstelių sekrecinis aktyvumas, skatinamas blakstienų ir žvynelių judėjimas.

Malonu. EPS deaktyvuoja įvairias organizmui kenksmingas medžiagas dėl jų oksidacijos, pasitelkdamas daugybę specialių fermentų, ypač kepenų ląstelėse. Taigi, kai kuriais apsinuodijimais, kepenų ląstelėse atsiranda acidofilinių zonų (be RNR), kurios visiškai užpildytos lygiu endoplazminiu tinklu.

Antinksčių žievėje, lytinių liaukų endokrininėse ląstelėse lygios. ER dalyvauja steroidinių hormonų sintezėje, o pagrindiniai steroidogenezės fermentai yra ant jo membranų. Tokiuose endokrinocituose, džiaugiuosi. EPS atrodo kaip gausūs kanalėliai, kurie skerspjūvyje matomi kaip daugybė pūslelių.

Malonu. EPS susidaro iš gr. EPS. Kai kuriose vietose lygus. EPS susidaro naujos lipoproteininės membranos zonos, kuriose nėra ribosomų. Šios sritys gali augti, atsiskirti nuo granuliuotų membranų ir veikti kaip nepriklausoma vakuolinė sistema.

Organelės- nuolatiniai, būtinai esantys, specifines funkcijas atliekantys ląstelės komponentai.

Endoplazminis Tinklelis

Endoplazminis tinklas (ER), arba endoplazminis tinklas (EPR), yra vienos membranos organelė. Tai membranų sistema, formuojanti „tankus“ ir kanalus, sujungtus tarpusavyje ir ribojančius vieną vidinę erdvę – EPS ertmes. Viena vertus, membranos yra sujungtos su citoplazmine membrana, kita vertus, su išorine branduolio membrana. Yra dviejų tipų EPS: 1) šiurkštus (granuliuotas), kurio paviršiuje yra ribosomų, ir 2) lygus (agranulinis), kurio membranos ribosomų neneša.

Funkcijos: 1) medžiagų pernešimas iš vienos ląstelės dalies į kitą, 2) ląstelės citoplazmos padalijimas į kompartmentus ("skyrius"), 3) angliavandenių ir lipidų sintezė (sklandus ER), 4) baltymų sintezė (šiurkšti ER). ), 5) Golgi aparato susidarymo vieta .

Arba golgi kompleksas, yra vienos membranos organelė. Tai suplotų „tankų“ rietuvė praplatintomis briaunomis. Su jais siejama mažų vienamembranių pūslelių (Golgi pūslelių) sistema. Kiekvienas kaminas paprastai susideda iš 4-6 „tankų“, yra struktūrinis ir funkcinis Golgi aparato vienetas ir vadinamas diktiozomu. Diktiosomų skaičius ląstelėje svyruoja nuo vieno iki kelių šimtų. Augalų ląstelėse išskiriamos diktiosomos.

Golgi aparatas dažniausiai yra šalia ląstelės branduolio (gyvūnų ląstelėse dažnai netoli ląstelės centro).

Golgi aparato funkcijos: 1) baltymų, lipidų, angliavandenių kaupimasis, 2) gaunamo kiekio modifikavimas. organinės medžiagos, 3) baltymų, lipidų, angliavandenių „pakavimas“ į membranines pūsleles, 4) baltymų, lipidų, angliavandenių sekrecija, 5) angliavandenių ir lipidų sintezė, 6) lizosomų susidarymo vieta. Sekrecinė funkcija yra pati svarbiausia, todėl sekrecinėse ląstelėse gerai išvystytas Golgi aparatas.

Lizosomos

Lizosomos- vienos membranos organelės. Tai maži burbuliukai (skersmuo nuo 0,2 iki 0,8 mikrono), kuriuose yra hidrolizinių fermentų rinkinys. Fermentai sintetinami neapdorotame ER, pereina į Golgi aparatą, kur modifikuojami ir supakuojami į membranines pūsleles, kurios, atsiskyrus nuo Golgi aparato, tampa tikrosiomis lizosomomis. Lizosomoje gali būti nuo 20 iki 60 Įvairios rūšys hidroliziniai fermentai. Medžiagų skaidymas fermentais vadinamas lizės.

Išskirkite: 1) pirminės lizosomos, 2) antrinės lizosomos. Pirminės lizosomos vadinamos lizosomomis, atskirtomis nuo Golgi aparato. Pirminės lizosomos yra faktorius, užtikrinantis fermentų egzocitozę iš ląstelės.

Antrinės lizosomos vadinamos lizosomomis, susidarančiomis susiliejus pirminėms lizosomoms su endocitinėmis vakuolėmis. Tokiu atveju jie virškina medžiagas, kurios į ląstelę pateko fagocitozės arba pinocitozės būdu, todėl jas galima vadinti virškinimo vakuolėmis.

Autofagija- ląstelei nereikalingų struktūrų naikinimo procesas. Pirmiausia sunaikinama struktūra yra apsupta viena membrana, vėliau susidariusi membraninė kapsulė susilieja su pirmine lizosoma, dėl to taip pat susidaro antrinė lizosoma (autofaginė vakuolė), kurioje ši struktūra suvirškinama. Virškinimo produktus absorbuoja ląstelės citoplazma, tačiau dalis medžiagos lieka nesuvirškinta. Antrinė lizosoma, kurioje yra ši nesuvirškinta medžiaga, vadinama likutiniu kūnu. Egzocitozės būdu iš ląstelės pašalinamos nesuvirškintos dalelės.

Autolizė- ląstelės savaiminis sunaikinimas, atsirandantis dėl lizosomų turinio išsiskyrimo. Paprastai autolizė vyksta metamorfozių metu (nykstant varlės buožgalvio uodegai), gimdos involiucijai po gimdymo, audinių nekrozės židiniuose.

Lizosomų funkcijos: 1) tarpląstelinis organinių medžiagų virškinimas, 2) nereikalingų ląstelinių ir neląstelinių struktūrų naikinimas, 3) dalyvavimas ląstelių persitvarkymo procesuose.

Vakuolės

Vakuolės- vienos membranos organoidai, yra "cisternos", užpildytos vandeniniais organinių ir neorganinių medžiagų tirpalais. ER ir Golgi aparatas dalyvauja formuojant vakuoles. Jaunų augalų ląstelėse yra daug mažų vakuolių, kurios, ląstelėms augant ir diferencijuojantis, susilieja viena su kita ir sudaro vieną didelę centrinė vakuolė. Centrinė vakuolė gali užimti iki 95% subrendusios ląstelės tūrio, o branduolys ir organelės yra nustumti atgal į ląstelės membraną. Membrana, kuri supa augalo vakuolę, vadinama tonoplastu. Skystis, užpildantis augalo vakuolę, vadinamas ląstelių sultys. Į ląstelių sulčių sudėtį įeina vandenyje tirpios organinės ir neorganinės druskos, monosacharidai, disacharidai, aminorūgštys, galutiniai arba toksiški medžiagų apykaitos produktai (glikozidai, alkaloidai), kai kurie pigmentai (antocianinai).

Gyvūnų ląstelėse yra mažų virškinimo ir autofaginių vakuolių, priklausančių antrinių lizosomų grupei ir turinčių hidrolizinių fermentų. Vienaląsčiai gyvūnai taip pat turi susitraukiančias vakuoles, kurios atlieka osmoreguliacijos ir išskyrimo funkciją.

Vakuolės funkcijos: 1) vandens kaupimas ir saugojimas, 2) vandens-druskų apykaitos reguliavimas, 3) turgorinio slėgio palaikymas, 4) vandenyje tirpių metabolitų, atsarginių maistinių medžiagų kaupimas, 5) gėlių ir vaisių dažymas ir taip pritraukiami apdulkintojai ir sėklų platintojai. , 6) žr. lizosomų funkcijas.

Susidaro endoplazminis tinklas, Golgi aparatas, lizosomos ir vakuolės vienas vakuolinis ląstelės tinklas, kurio atskiri elementai gali transformuotis vienas į kitą.

Mitochondrijos

1 - išorinė membrana;
2 - vidinė membrana; 3 - matrica; 4 - crista; 5 - daugiafermentinė sistema; 6 - žiedinė DNR.

Mitochondrijų forma, dydis ir skaičius labai skiriasi. Mitochondrijos gali būti lazdelės formos, apvalios, spiralinės, taurės formos, šakotos. Mitochondrijų ilgis svyruoja nuo 1,5 iki 10 µm, skersmuo – nuo ​​0,25 iki 1,00 µm. Mitochondrijų skaičius ląstelėje gali siekti kelis tūkstančius ir priklauso nuo ląstelės metabolinio aktyvumo.

Mitochondrijas riboja dvi membranos. Išorinė mitochondrijų membrana (1) yra lygi, vidinė (2) sudaro daugybę raukšlių - cristae(4). Cristae padidina vidinės membranos, kurioje yra daug fermentų sistemos (5), dalyvaujančios ATP molekulių sintezėje, paviršiaus plotą. Vidinė mitochondrijų erdvė užpildyta matrica (3). Matricoje yra žiedinė DNR (6), specifinė mRNR, prokariotinio tipo ribosomos (70S tipo), Krebso ciklo fermentai.

Mitochondrijų DNR nėra susijusi su baltymais („nuoga“), yra prijungta prie vidinės mitochondrijų membranos ir neša informaciją apie 30 baltymų struktūrą. Norint sukurti mitochondriją, reikia daug daugiau baltymų, todėl informacija apie daugumą mitochondrijų baltymų yra branduolinėje DNR, o šie baltymai sintetinami ląstelės citoplazmoje. Mitochondrijos geba daugintis savarankiškai, dalindamosi į dvi dalis. Tarp išorinės ir vidinės membranos yra protonų rezervuaras, kur vyksta H + kaupimasis.

Mitochondrijų funkcijos: 1) ATP sintezė, 2) organinių medžiagų skaidymas deguonimi.

Remiantis viena iš hipotezių (simbiogenezės teorija), mitochondrijos atsirado iš senovinių laisvai gyvenančių aerobinių prokariotinių organizmų, kurie, atsitiktinai patekę į šeimininko ląstelę, vėliau su ja sudarė abipusiai naudingą simbiotinį kompleksą. Šią hipotezę patvirtina šie duomenys. Pirma, mitochondrijų DNR turi tokias pat struktūrines savybes kaip ir šiuolaikinių bakterijų DNR (uždaryta žiede, nesusijusi su baltymais). Antra, mitochondrijų ribosomos ir bakterinės ribosomos priklauso tam pačiam tipui – 70S tipui. Trečia, mitochondrijų dalijimosi mechanizmas yra panašus į bakterijų. Ketvirta, mitochondrijų ir bakterijų baltymų sintezę slopina tie patys antibiotikai.

plastidai

1 - išorinė membrana; 2 - vidinė membrana; 3 - stroma; 4 - tilakoidas; 5 - grana; 6 - lamelės; 7 - krakmolo grūdeliai; 8 - lipidų lašai.

Plastidai yra unikalūs augalų ląstelės. Išskirti trys pagrindiniai plastidų tipai: leukoplastai – bespalvės plastidės nedažytų augalų dalių ląstelėse, chromoplastai – spalvotos plastidės dažniausiai būna geltonos, raudonos ir oranžinės gėlės Chloroplastai yra žali plastidai.

Chloroplastai. Aukštesnių augalų ląstelėse chloroplastai turi abipus išgaubto lęšio formą. Chloroplastų ilgis svyruoja nuo 5 iki 10 mikronų, skersmuo – nuo ​​2 iki 4 mikronų. Chloroplastus riboja dvi membranos. Išorinė membrana (1) yra lygi, vidinė (2) turi sudėtingą sulankstytą struktūrą. Mažiausia raukšlė vadinama tilakoidas(4). Tylakoidų grupė, sukrauta kaip monetų krūva, vadinama briaunotas(5). Chloroplaste yra vidutiniškai 40–60 grūdelių, išsidėsčiusių šaškių lentos tvarka. Granulės yra sujungtos viena su kita plokščiais kanalais - lamelės(6). Tilakoidinėse membranose yra fotosintezės pigmentų ir fermentų, kurie užtikrina ATP sintezę. Pagrindinis fotosintezės pigmentas yra chlorofilas, kuris yra atsakingas už žalia spalva chloroplastai.

Vidinė chloroplastų erdvė yra užpildyta stroma(3). Stromoje yra žiedinė plika DNR, 70S tipo ribosomos, Kalvino ciklo fermentai ir krakmolo grūdeliai (7). Kiekvieno tilakoido viduje yra protonų rezervuaras, kaupiasi H +. Chloroplastai, kaip ir mitochondrijos, dalijasi į dvi dalis, geba autonomiškai daugintis. Jų yra aukštesniųjų augalų žaliųjų dalių ląstelėse, ypač daug chloroplastų lapuose ir žaliuose vaisiuose. Žemesnių augalų chloroplastai vadinami chromatoforais.

Chloroplastų funkcijos: fotosintezė. Manoma, kad chloroplastai atsirado iš senovės endosimbiotinių melsvadumblių (simbiogenezės teorija). Šios prielaidos pagrindas yra chloroplastų ir šiuolaikinių bakterijų panašumas įvairiais būdais (apvali, „nuoga“ DNR, 70S tipo ribosomos, dauginimosi būdas).

Leukoplastai. Forma skiriasi (sferinė, suapvalinta, sulenkta ir kt.). Leukoplastus riboja dvi membranos. Išorinė membrana yra lygi, vidinė sudaro mažus tilakoidus. Stromoje yra žiedinė „nuoga“ DNR, 70S tipo ribosomos, fermentai rezervinių maistinių medžiagų sintezei ir hidrolizei. Pigmentų nėra. Ypač daug leukoplastų turi požeminių augalo organų (šaknų, gumbų, šakniastiebių ir kt.) ląstelių. Leukoplastų funkcijos: rezervinių maistinių medžiagų sintezė, kaupimas ir saugojimas. Amiloplastai- leukoplastai, kurie sintetina ir kaupia krakmolą, elaioplastai- aliejus, proteinoplastai- voverės. Tame pačiame leukoplaste gali kauptis skirtingos medžiagos.

Chromoplastai. Apribotas dviem membranomis. Išorinė membrana lygi, vidinė arba taip pat lygi, arba sudaro pavienius tilakoidus. Stromoje yra žiedinė DNR ir pigmentai – karotenoidai, kurie suteikia chromoplastams geltoną, raudoną arba oranžinę spalvą. Pigmentų kaupimosi forma yra skirtinga: kristalų pavidalo, ištirpusių lipidų lašeliuose (8) ir kt. Jų yra subrendusių vaisių, žiedlapių ląstelėse, rudens lapai, retai - šakniavaisiai. Chromoplastai laikomi paskutiniu plastidų vystymosi etapu.

Chromoplastų funkcijos: gėlių ir vaisių dažymas ir taip pritraukiantis apdulkintojus bei sėklų platintojus.

Iš proplastidų galima suformuoti visų tipų plastidus. proplastidai- mažos organelės, esančios meristematiniuose audiniuose. Kadangi plastidai turi bendrą kilmę, tarp jų galimos tarpusavio konversijos. Leukoplastai gali virsti chloroplastais (bulvių gumbų žalėjimas šviesoje), chloroplastai – chromoplastais (lapų pageltimas ir vaisių paraudimas). Manoma, kad chromoplastų pavertimas leukoplastais arba chloroplastais yra neįmanomas.

Ribosomos

1 - didelis subvienetas; 2 - mažas subvienetas.

Ribosomos- nemembraninės organelės, apie 20 nm skersmens. Ribosomos susideda iš dviejų subvienetų, didelių ir mažų, į kuriuos jos gali atsiskirti. Ribosomų cheminė sudėtis yra baltymai ir rRNR. rRNR molekulės sudaro 50–63% ribosomos masės ir sudaro jos struktūrinį karkasą. Yra dviejų tipų ribosomos: 1) eukariotinės (su visos ribosomos sedimentacijos konstantomis - 80S, mažu subvienetu - 40S, didelėmis - 60S) ir 2) prokariotinėmis (atitinkamai 70S, 30S, 50S).

Eukariotų tipo ribosomose yra 4 rRNR molekulės ir apie 100 baltymų molekulių, o prokariotinio tipo ribosomose yra 3 rRNR molekulės ir apie 55 baltymų molekulės. Baltymų biosintezės metu ribosomos gali „dirbti“ pavieniui arba susijungti į kompleksus. poliribosomos (polisomos). Tokiuose kompleksuose jie yra sujungti vienas su kitu viena mRNR molekule. Prokariotinės ląstelės turi tik 70S tipo ribosomas. Eukariotinės ląstelės turi ir 80S tipo ribosomas (šiurkščias ER membranas, citoplazmą), ir 70S tipo ribosomas (mitochondrijas, chloroplastus).

Eukariotų ribosomų subvienetai susidaro branduolyje. Subvienetai susijungia į visą ribosomą citoplazmoje, kaip taisyklė, baltymų biosintezės metu.

Ribosomų funkcija: polipeptidinės grandinės surinkimas (baltymų sintezė).

citoskeletas

citoskeletas sudarytas iš mikrotubulių ir mikrofilamentų. Mikrovamzdeliai yra cilindrinės, neišsišakojusios struktūros. Mikrovamzdelių ilgis svyruoja nuo 100 µm iki 1 mm, skersmuo yra maždaug 24 nm, sienelės storis 5 nm. Pagrindinis cheminis komponentas yra baltymas tubulinas. Mikrovamzdelius sunaikina kolchicinas. Mikrofilamentai - siūlai, kurių skersmuo 5-7 nm, susideda iš aktino baltymo. Mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai sudaro sudėtingus raizginius citoplazmoje. Citoskeleto funkcijos: 1) ląstelės formos nustatymas, 2) organelių palaikymas, 3) dalijimosi verpstės formavimas, 4) dalyvavimas ląstelių judesiuose, 5) citoplazmos tėkmės organizavimas.

Apima dvi centrioles ir centrosferą. Centriolė yra cilindras, kurio sienelę sudaro devynios trijų susiliejusių mikrovamzdelių grupės (9 tripletai), tam tikrais intervalais sujungtų kryžminėmis jungtimis. Centrioliai yra suporuoti, kur jie yra stačiu kampu vienas kito atžvilgiu. Prieš ląstelių dalijimąsi centrioliai nukrypsta į priešingus polius, o šalia kiekvieno iš jų atsiranda dukterinė centriolė. Jie sudaro dalijimosi veleną, kuris prisideda prie vienodo genetinės medžiagos pasiskirstymo tarp dukterinių ląstelių. Aukštesniųjų augalų ląstelėse (gymnosėkliai, gaubtasėkliai) ląstelės centre centriolių nėra. Centrioliai yra savaime besidauginančios citoplazmos organelės, atsirandančios dėl jau esamų centriolių dubliavimo. Funkcijos: 1) chromosomų nukrypimo į ląstelės polius užtikrinimas mitozės ar mejozės metu, 2) citoskeleto organizavimo centras.

Judėjimo organelės

Jų yra ne visose ląstelėse. Judėjimo organelės apima blakstienas (blakstienas, kvėpavimo takų epitelis), žvynelius (flagelatus, spermatozoidus), pseudopodas (šakniastiebius, leukocitus), miofibriles (raumenų ląsteles) ir kt.

Vėliava ir blakstienos- gijinės formos organelės yra aksonema, apribota membrana. Aksonema – cilindrinė struktūra; cilindro sienelę sudaro devynios poros mikrovamzdelių, jo centre yra du pavieniai mikrovamzdeliai. Aksonemos apačioje yra baziniai kūnai, pavaizduoti dviem viena kitai statmenais centrioliais (kiekvienas bazinis kūnas susideda iš devynių mikrovamzdelių tripletų; jo centre mikrovamzdelių nėra). Žiedyno ilgis siekia 150 µm, blakstienos kelis kartus trumpesnės.

miofibrilės susideda iš aktino ir miozino miofilamentų, kurie užtikrina raumenų ląstelių susitraukimą.

Eiti į 6 paskaitos"Eukariotinė ląstelė: citoplazma, ląstelės sienelė, ląstelių membranų struktūra ir funkcijos"

Endoplazminio tinklo struktūra

1 apibrėžimas

Endoplazminis Tinklelis(EPS, endoplazminis tinklas) yra sudėtinga ultramikroskopinė, labai šakota, tarpusavyje sujungta membranų sistema, kuri daugiau ar mažiau tolygiai prasiskverbia per visų eukariotinių ląstelių citoplazmos masę.

EPS yra membraninė organelė, susidedanti iš plokščių membraninių maišelių – cisternų, kanalų ir kanalėlių. Dėl šios struktūros endoplazminis tinklas žymiai padidina ląstelės vidinio paviršiaus plotą ir padalija ląstelę į dalis. Jis užpildytas viduje matrica(vidutiniškai tanki biri medžiaga (sintezės produktas)). Turinys įvairus cheminių medžiagų skyriuose nėra tas pats, todėl ląstelėje tiek vienu metu, tiek tam tikra seka įvairi cheminės reakcijos mažame ląstelės tūryje. Endoplazminis tinklas atsiveria į perinuklearinė erdvė(ertmė tarp dviejų kariolemo membranų).

Endoplazminio tinklo membrana susideda iš baltymų ir lipidų (daugiausia fosfolipidų), taip pat fermentų: adenozino trifosfatazės ir membraninių lipidų sintezės fermentų.

Yra dviejų tipų endoplazminis tinklas:

• sklandžiai (agranulinis, AES), atstovaujamas kanalėlių, kurie anastomizuojasi vienas su kitu ir neturi ribosomų paviršiuje;
• Grubus (granuliuotas, grES), taip pat sudarytas iš tarpusavyje sujungtų rezervuarų, tačiau jie yra padengti ribosomomis.

1 pastaba

Kartais jie skiria daugiau praeinantis arba praeinantis(tES) endoplazminis tinklas, esantis vieno tipo ES perėjimo į kitą srityje.

Granuliuotas ES būdingas visoms ląstelėms (išskyrus spermatozoidus), tačiau jo išsivystymo laipsnis yra skirtingas ir priklauso nuo ląstelės specializacijos.

Epitelio liaukų ląstelių (kasos, gaminančios virškinimo fermentus, kepenyse sintetinančių serumo albuminus), fibroblastų (jungiamojo audinio ląstelės, gaminančios kolageno baltymą) GRES yra labai išvystytas. plazmos ląstelės(imunoglobulinų gamyba).

Agranulinis ES vyrauja antinksčių ląstelėse (steroidinių hormonų sintezė), raumenų ląstelėse (kalcio metabolizmas), skrandžio dugno liaukų ląstelėse (chlorido jonų išsiskyrimas).

Kitas EPS membranų tipas yra išsišakoję membraniniai kanalėliai, kurių viduje yra daug specifinių fermentų, o pūslelės – mažos, membrana apsuptos pūslelės, daugiausia išsidėsčiusios šalia kanalėlių ir cisternų. Jie užtikrina tų medžiagų, kurios yra sintezuojamos, perdavimą.

EPS funkcijos

Endoplazminis tinklas yra citoplazminių medžiagų sintezės ir iš dalies pernešimo aparatas, kurio dėka ląstelė atlieka sudėtingas funkcijas.

2 pastaba

Abiejų tipų EPS funkcijos yra susijusios su medžiagų sinteze ir transportavimu. Endoplazminis tinklas yra universali transporto sistema.

Lygus ir grubus endoplazminis tinklas su savo membranomis ir turiniu (matrica) atlieka bendras funkcijas:

• dalijimasis (struktūrizavimasis), dėl kurio citoplazma tvarkingai pasiskirsto ir nesimaišo, taip pat neleidžia atsitiktinėms medžiagoms patekti į organelę;
• transmembraninis transportas, dėl kurio per membranos sienelę pernešamos reikalingos medžiagos;
• membraninių lipidų sintezė dalyvaujant pačioje membranoje esantiems fermentams ir užtikrina endoplazminio tinklo dauginimąsi;
• dėl potencialų skirtumo, atsirandančio tarp dviejų ES membranų paviršių, galima užtikrinti žadinimo impulsų laidumą.

Be to, kiekvienas tinklo tipas turi savo specifines funkcijas.

Lygiojo (agranulinio) endoplazminio tinklo funkcijos

Agranulinis endoplazminis tinklas, be minėtų funkcijų, bendrų abiem ES tipams, atlieka ir tik jam būdingas funkcijas:

• kalcio saugykla. Daugelyje ląstelių (skeleto raumenyse, širdyje, kiaušinėliuose, neuronuose) yra mechanizmų, galinčių pakeisti kalcio jonų koncentraciją. Dryžuotame raumeniniame audinyje yra specializuotas endoplazminis tinklas, vadinamas sarkoplazminiu tinkleliu. Tai yra kalcio jonų rezervuaras, o šio tinklo membranose yra galingi kalcio siurbliai, galintys per šimtąsias sekundės dalis išstumti didelį kalcio kiekį į citoplazmą arba pernešti į tinklo kanalų ertmes;
• lipidų sintezė, medžiagų, tokių kaip cholesterolis ir steroidiniai hormonai. Steroidiniai hormonai daugiausia sintetinami lytinių liaukų ir antinksčių endokrininėse ląstelėse, inkstų ir kepenų ląstelėse. Žarnyno ląstelės sintetina lipidus, kurie išsiskiria į limfą, o po to į kraują;

detoksikacijos funkcija– egzogeninių ir endogeninių toksinų neutralizavimas;

1 pavyzdys

Inkstų ląstelėse (hepatocituose) yra oksidazės fermentų, kurie gali sunaikinti fenobarbitalį.

dalyvauja organelių fermentai glikogeno sintezė(kepenų ląstelėse).

Grublaus (granuliuoto) endoplazminio tinklo funkcijos

Skirtas granuliuotam endoplazminiam tinklui, išskyrus išvardytus bendrų funkcijų, yra ir ypatingų:

• baltymų sintezė TPP turi tam tikrų ypatumų. Jis prasideda nuo laisvųjų polisomų, kurios vėliau prisijungia prie ES membranų.
• Granuliuotas endoplazminis tinklas sintezuoja: visus ląstelės membranos baltymus (išskyrus kai kuriuos hidrofobinius baltymus, mitochondrijų vidinių membranų baltymus ir chloroplastus), specifinius membranos organelių vidinės fazės baltymus, taip pat sekrecinius baltymus, kurie transportuojami per ląstelę ir patenka į tarpląstelinę erdvę.
• baltymų modifikacija po transliacijos: hidroksilinimas, sulfinimas, fosforilinimas. Svarbus procesas yra glikozilinimas, kuris vyksta veikiant su membrana susietam fermentui glikoziltransferazei. Glikozilinimas vyksta prieš išskiriant arba pernešant medžiagas į tam tikras ląstelės dalis (Golgi kompleksą, lizosomas ar plazmalemą).
• medžiagų transportavimas palei intramembraninę tinklo dalį. Sintetinti baltymai ES intervalais juda į Golgi kompleksą, kuris pašalina medžiagas iš ląstelės.
• dėl granuliuoto endoplazminio tinklo įsitraukimo susidaro Golgi kompleksas.

Granuliuoto endoplazminio tinklo funkcijos yra susijusios su baltymų, sintezuojamų ribosomose ir esančių jos paviršiuje, transportavimu. Susintetinti baltymai patenka į ER, susisuka ir įgauna tretinę struktūrą.

Baltymai, kurie transportuojami į rezervuarus, pakeliui labai pasikeičia. Pavyzdžiui, jis gali būti fosforilintas arba paverstas glikoproteinu. Įprastas baltymo kelias yra per granuliuotą ER į Golgi aparatą, iš kurio jis arba išeina iš ląstelės, arba patenka į kitus tos pačios ląstelės organelius, pvz., lizosomas), arba nusėda kaip saugojimo granulės.

Kepenų ląstelėse tiek granuliuotas, tiek negranuliuotas endoplazminis tinklas dalyvauja toksinių medžiagų, kurios vėliau pašalinamos iš ląstelės, detoksikacijos procesuose.

Kaip ir išorinė plazminė membrana, endoplazminis tinklas turi selektyvų pralaidumą, todėl medžiagų koncentracija tinklelio kanaluose ir išorėje nėra vienoda. Tai svarbu ląstelės funkcijai.

2 pavyzdys

Raumenų ląstelių endoplazminiame tinkle yra daugiau kalcio jonų nei jo citoplazmoje. Išeidami iš endoplazminio tinklo kanalų, kalcio jonai pradeda raumenų skaidulų susitraukimo procesą.

Endoplazminio tinklelio susidarymas

Endoplazminio tinklo membranų lipidinius komponentus sintetina paties tinklo fermentai, baltymas gaunamas iš ribosomų, esančių ant jo membranų. Lygus (agranulinis) endoplazminis tinklas neturi savo baltymų sintezės faktorių, todėl manoma, kad ši organelė susidaro dėl ribosomų praradimo granuliuotam endoplazminiam tinklui.

Truputis istorijos

Ląstelė laikoma mažiausiu bet kurio organizmo struktūriniu vienetu, tačiau ji taip pat susideda iš kažko. Vienas iš jo komponentų yra endoplazminis tinklas. Be to, EPS iš esmės yra privalomas bet kurios ląstelės komponentas (išskyrus kai kuriuos virusus ir bakterijas). Jį dar 1945 metais atrado amerikiečių mokslininkas K. Porteris. Būtent jis pastebėjo kanalėlių ir vakuolių sistemas, kurios tarsi susikaupė aplink branduolį. Porteris taip pat pažymėjo, kad EPS dydžiai skirtingų būtybių ląstelėse ir net to paties organizmo organuose bei audiniuose nėra panašūs vienas į kitą. Jis padarė išvadą, kad tai lemia konkrečios ląstelės funkcijos, jos išsivystymo laipsnis, taip pat diferenciacijos stadija. Pavyzdžiui, žmonėms EPS yra labai gerai išvystytas žarnyno, gleivinių ir antinksčių ląstelėse.

koncepcija

EPS yra kanalėlių, kanalėlių, pūslelių ir membranų sistema, esanti ląstelės citoplazmoje.

Endoplazminis tinklas: struktūra ir funkcijos

Trumpa informacija apie kitus svarbiausius ląstelės komponentus

Citoplazma: struktūra ir funkcijos

Ląstelių membrana: struktūra ir funkcijos

Esmė: struktūra ir funkcijos

Ribosomos

Tai organelės, užtikrinančios pagrindinę baltymų sintezę. Jie gali būti tiek laisvoje ląstelės citoplazmos erdvėje, tiek kartu su kitais organeliais (pavyzdžiui, endoplazminiu tinkleliu). Jei ribosomos yra ant šiurkštaus EPS membranų (būdamos ant išorinių membranų sienelių, ribosomos sukuria šiurkštumą) , baltymų sintezės efektyvumas padidėja kelis kartus. Tai įrodė daugybė mokslinių eksperimentų.

Golgi kompleksas

Organoidas, susidedantis iš kelių ertmių, kurios nuolat išskiria įvairaus dydžio burbulus. Sukauptos medžiagos taip pat naudojamos ląstelės ir organizmo reikmėms. Golgi kompleksas ir endoplazminis tinklas dažnai yra vienas šalia kito.

Lizosomos

Specialia membrana apsuptos ir ląstelės virškinimo funkciją atliekančios organelės vadinamos lizosomomis.

Mitochondrijos

Organelės, apsuptos kelių membranų ir atliekančios energetinę funkciją, tai yra, užtikrinančios ATP molekulių sintezę ir paskirstančios gautą energiją ląstelėje.

Plastidai. Plastidų rūšys

Chloroplastai (fotosintezės funkcija);

Chromoplastai (karotinoidų kaupimasis ir išsaugojimas);

Leukoplastai (krakmolo kaupimasis ir saugojimas).

Organelės, skirtos judėjimui

Jie taip pat atlieka kai kuriuos judesius (flagela, blakstiena, ilgi procesai ir kt.).

Ląstelės centras: struktūra ir funkcijos