Strukturen av det släta endoplasmatiska retikulumet. Endoplasmatiskt retikulum: struktur, typer och funktioner

Endoplasmatiska retiklet(endoplasmatiskt retikulum) upptäcktes av C. R. Porter 1945.

Denna struktur är ett system av sammankopplade vakuoler, platta membransäckar eller rörformiga formationer som skapar ett tredimensionellt membrannätverk i cytoplasman. Det endoplasmatiska retikulumet (ER) finns i nästan alla eukaryoter. Det binder samman organeller och transporterar näringsämnen. Det finns två oberoende organeller: granulärt (granulärt) och slätt icke-granulärt (agranulärt) endoplasmatiskt retikulum.

Granulärt (grovt eller granulärt) endoplasmatiskt retikulum. Det är ett system av platta, ibland expanderade tankar, tubuli, transportbubblor. Storleken på cisternerna beror på cellernas funktionella aktivitet, och lumenets bredd kan variera från 20 nm till flera mikrometer. Om cisternen expanderar kraftigt blir den synlig under ljusmikroskopi och identifieras som en vakuol.

Cisternerna bildas av ett tvåskiktsmembran, på vars yta det finns specifika receptorkomplex som binder till membranet av ribosomer, översätter polypeptidkedjor av sekretoriska och lysosomala proteiner, cytolemmala proteiner etc., det vill säga proteiner som slås inte samman med innehållet i karyoplasman och hyaloplasman.

Utrymmet mellan membranen är fyllt med en homogen matris med låg elektrondensitet. Utanför är hinnorna täckta med ribosomer. Ribosomer är synliga under elektronmikroskopi som små (ca 20 nm i diameter), mörka, nästan rundade partiklar. Om det finns många av dem ger detta ett granulärt utseende på membranets yttre yta, som tjänade som grund för namnet på organellen.

På membranen är ribosomer belägna i form av kluster - polysomer, som bildar rosetter, kluster eller spiraler av olika former. Denna egenskap hos fördelningen av ribosomer förklaras av det faktum att de är associerade med en av mRNA:erna, från vilken de läser information, syntetiserar polypeptidkedjor. Sådana ribosomer fästs vid ER-membranet med användning av en av regionerna i den stora subenheten.

I vissa celler består det granulära endoplasmatiska retikulumet (GR. EPS) av sällsynta spridda cisterner, men kan bilda stora lokala (fokala) ansamlingar. Svagt utvecklad gr. EPS i dåligt differentierade celler eller i celler med låg proteinsekretion. Ansamlingar gr. EPS finns i celler som aktivt syntetiserar sekretoriska proteiner. Med en ökning av cisternans funktionella aktivitet blir organellerna multipla och expanderar ofta.

Gr. EPS är välutvecklat i bukspottkörtelns sekretoriska celler, magsäckens huvudceller, i neuroner etc. Beroende på typ av celler gr. EPS kan vara diffust fördelat eller lokaliserat i en av cellens poler, medan många ribosomer färgar denna zon basofilt. Till exempel i plasmaceller (plasmocyter) en väl utvecklad gr. EPS orsakar en ljus basofil färg på cytoplasman och motsvarar områden med koncentration av ribonukleinsyror. I neuroner är organellen belägen i form av kompakt liggande parallella tankar, som under ljusmikroskopi framträder som basofil granularitet i cytoplasman (cytoplasmans kromatofila substans, eller tigroid).

I de flesta fall har gr. ER syntetiserar proteiner som inte används av cellen själv, utan utsöndras in i yttre miljön: proteiner från kroppens exokrina körtlar, hormoner, mediatorer (proteinsubstanser i endokrina körtlar och neuroner), proteiner av den intercellulära substansen (proteiner av kollagen och elastiska fibrer, huvudkomponenten i den intercellulära substansen). Proteiner bildade av gr. EPS är också en del av de lysosomala hydrolytiska enzymkomplexen som finns på cellmembranets yttre yta. Den syntetiserade polypeptiden ackumuleras inte bara i EPS-kaviteten, utan rör sig också, transporteras genom kanaler och vakuoler från syntesplatsen till andra delar av cellen. Först och främst utförs sådan transport i riktning mot Golgi-komplexet. Under elektronmikroskopi åtföljs den goda utvecklingen av EPS av en parallell ökning (hypertrofi) av Golgi-komplexet. Parallellt med det ökar utvecklingen av nukleoler, antalet kärnporer ökar. Ofta i sådana celler finns det många sekretoriska inneslutningar (granulat) som innehåller sekretoriska proteiner, antalet mitokondrier ökar.

Proteiner som ackumuleras i EPS-kaviteterna, som går förbi hyaloplasman, transporteras oftast till Golgi-komplexet, där de modifieras och är en del av antingen lysosomer eller sekretoriska granuler, vars innehåll förblir isolerat från hyaloplasman av membranet. Inuti tubuli eller vakuoler gr. EPS är modifiering av proteiner, deras bindning till sockerarter (primär glykosylering); kondensering av syntetiserade proteiner med bildning av stora aggregat - sekretoriska granuler.

På ribosomerna ER är syntetiserade membranintegrerade proteiner som är inbäddade i membranets tjocklek. Här, från sidan av hyaloplasman, sker lipidsyntes och deras inkorporering i membranet. Som ett resultat av dessa två processer växer själva EPS-membranen och andra komponenter i det vakuolära systemet.

Huvudfunktionen för gr. EPS är syntesen av exporterade proteiner på ribosomerna, isolering från innehållet i hyaloplasman inuti membranhåligheterna och transporten av dessa proteiner till andra delar av cellen, kemisk modifiering eller lokal kondensation, samt syntesen strukturella komponenter cellmembran.

Under translation fäster ribosomer till membranet gr. EPS i form av en kedja (polysomer). Förmågan att binda till membranet tillhandahålls av signalregioner som fäster vid speciella ER-receptorer - förtöjningsproteinet. Därefter binder ribosomen till ett protein som fixerar det till membranet och den resulterande polypeptidkedjan transporteras genom membranens porer som öppnas med hjälp av receptorer. Som ett resultat är proteinsubenheter i intermembranutrymmet gr. EPS. En oligosackarid (glykosylering) kan förena de resulterande polypeptiderna, som klyvs bort från dolicholfosfat fäst vid membranets inre yta. Därefter har innehållet i lumen i tubuli och cisterner gr. EPS transporteras med transportvesiklar till cis-avdelningen i Golgi-komplexet, där den genomgår ytterligare transformation.

Slät (granulär) EPS. Det kan vara relaterat till Mr. EPS är en övergångszon, men är ändå en oberoende organell med eget system receptor och enzymatiska komplex. Den består av ett komplext nätverk av tubuli, platta och expanderade cisterner och transportbubblor, men om i gr. EPS domineras av tankar, sedan i en jämn endoplasmatiska retiklet(slät EPS) fler tubuli med en diameter på ca 50 ... 100 nm.

Till hinnorna släta. ER fäster inte vid ribosomer, vilket beror på frånvaron av receptorer för dessa organeller. Alltså smidigt. EPS, även om det är en morfologisk fortsättning på det granulära, är inte bara ett endoplasmatiskt retikulum, på vilket det här ögonblicket inga ribosomer, utan är en oberoende organell som ribosomer inte kan fästa vid.

Glad. EPS är involverat i syntesen av fetter, metabolismen av glykogen, polysackarider, steroidhormoner och vissa läkemedel (särskilt barbiturater). I slät EPS går igenom de sista stegen i syntesen av alla lipider i cellmembran. På hinnorna släta. EPS är lipid-transformerande enzymer - flippaser, rörliga fettmolekyler och upprätthåller asymmetrin i lipidlagren.

Glad. EPS är välutvecklat i muskelvävnader, särskilt tvärstrimmiga. I skelett- och hjärtmuskler bildar den en stor specialiserad struktur - det sarkoplasmatiska retikulumet, eller L-systemet.

Det sarkoplasmatiska retikulumet består av ömsesidigt passerande nätverk av L-tubuli och marginalcisterner. De flätar speciella kontraktila organeller av muskler - myofibriller. I tvärstrimmiga muskelvävnader innehåller organellen ett protein - calsequestrin, som binder upp till 50 Ca 2+ joner. I glatta muskelceller och icke-muskelceller i intermembranutrymmet finns ett protein som kallas calreticulin, som också binder Ca 2+ .

Alltså smidigt. EPS är en reservoar av Ca 2+ joner. I ögonblicket för excitation av cellen under depolariseringen av dess membran, avlägsnas kalciumjoner från EPS in i hyaloplasman, den ledande mekanismen som utlöser muskelkontraktion. Detta åtföljs av sammandragning av celler och muskelfibrer på grund av interaktionen av aktomyosin eller aktominimyosinkomplex av myofibriller. I vila återabsorberas Ca 2+ in i lumen av tubuli släta. EPS, vilket leder till en minskning av kalciumhalten i den cytoplasmatiska matrisen och åtföljs av avslappning av myofibriller. Kalciumpumpproteiner reglerar transmembranjontransport.

En ökning av koncentrationen av Ca 2+-joner i den cytoplasmatiska matrisen accelererar också den sekretoriska aktiviteten hos icke-muskelceller, stimulerar rörelsen av flimmerhår och flageller.

Glad. EPS deaktiverar olika ämnen som är skadliga för kroppen på grund av deras oxidation med hjälp av ett antal speciella enzymer, framför allt i leverceller. Så, med vissa förgiftningar, uppträder acidofila zoner (som inte innehåller RNA) i levercellerna, helt fyllda med en slät endoplasmatisk retikulum.

I binjurebarken, i de endokrina cellerna i gonaderna släta. ER är involverat i syntesen av steroidhormoner, och nyckelenzymer för steroidogenes finns på dess membran. I sådana endokrinocyter, glad. EPS har utseendet av rikliga tubuli, som är synliga i tvärsnitt som många vesiklar.

Glad. EPS bildas av gr. EPS. I vissa områden slät. EPS bildas nya lipoproteinmembranområden, utan ribosomer. Dessa områden kan växa, delas av från granulära membran och fungera som ett oberoende vakuolärt system.

Organeller- permanenta, nödvändigtvis närvarande, komponenter i cellen som utför specifika funktioner.

Endoplasmatiska retiklet

Endoplasmatiskt retikulum (ER), eller endoplasmatiskt retikulum (EPR), är en enkelmembranorganell. Det är ett system av membran som bildar "tankar" och kanaler, anslutna till varandra och begränsar ett enda inre utrymme - EPS-hålrum. Å ena sidan är membranen anslutna till det cytoplasmatiska membranet, å andra sidan till det yttre kärnmembranet. Det finns två typer av EPS: 1) grov (granulär), som innehåller ribosomer på sin yta, och 2) slät (agranulär), vars membran inte bär ribosomer.

Funktioner: 1) transport av ämnen från en del av cellen till en annan, 2) uppdelning av cellens cytoplasma i fack ("kompartment"), 3) syntes av kolhydrater och lipider (slät ER), 4) proteinsyntes (grov ER) ), 5) plats för bildning av Golgi-apparaten .

Eller golgi komplex, är en enkelmembranorganell. Det är en stapel av tillplattade "tankar" med vidgade kanter. Ett system av små enmembranvesiklar (Golgi-vesiklar) är associerade med dem. Varje stack består vanligtvis av 4-6 "tankar", är en strukturell och funktionell enhet av Golgi-apparaten och kallas en diktyosom. Antalet diktyosomer i en cell varierar från ett till flera hundra. I växtceller isoleras diktyosomer.

Golgi-apparaten är vanligtvis placerad nära cellkärnan (i djurceller ofta nära cellcentrum).

Funktioner hos Golgi-apparaten: 1) ackumulering av proteiner, lipider, kolhydrater, 2) modifiering av inkommande organiskt material, 3) "förpackning" av proteiner, lipider, kolhydrater till membranvesiklar, 4) utsöndring av proteiner, lipider, kolhydrater, 5) syntes av kolhydrater och lipider, 6) ställe för bildning av lysosomer. Den sekretoriska funktionen är den viktigaste, därför är Golgi-apparaten välutvecklad i sekretionscellerna.

Lysosomer

Lysosomer- enmembranorganeller. De är små bubblor (diameter från 0,2 till 0,8 mikron) som innehåller en uppsättning hydrolytiska enzymer. Enzymer syntetiseras på den grova ER, flyttas till Golgi-apparaten, där de modifieras och förpackas i membranvesiklar, som efter separation från Golgi-apparaten blir egentliga lysosomer. En lysosom kan innehålla från 20 till 60 olika sorter hydrolytiska enzymer. Nedbrytning av ämnen av enzymer kallas lys.

Särskilj: 1) primära lysosomer, 2) sekundära lysosomer. Primära lysosomer kallas lysosomer, lösgjorda från Golgi-apparaten. Primära lysosomer är en faktor som säkerställer exocytos av enzymer från cellen.

Sekundära lysosomer kallas lysosomer, bildade som ett resultat av fusionen av primära lysosomer med endocytiska vakuoler. I det här fallet smälter de ämnen som har kommit in i cellen genom fagocytos eller pinocytos, så de kan kallas matsmältningsvakuoler.

Autofagi- processen för förstörelse av strukturer som är onödiga för cellen. Först omges strukturen som ska förstöras av ett enda membran, sedan smälter den bildade membrankapseln samman med den primära lysosomen, som ett resultat bildas också en sekundär lysosom (autofagisk vakuol), i vilken denna struktur smälts. Matsmältningsprodukter absorberas av cellens cytoplasma, men en del av materialet förblir osmält. Den sekundära lysosomen som innehåller detta osmälta material kallas restkroppen. Genom exocytos avlägsnas osmälta partiklar från cellen.

Autolys- självdestruktion av cellen, till följd av frigörandet av innehållet i lysosomer. Normalt sker autolys under metamorfoser (försvinnande av grodans svans), involution av livmodern efter förlossningen, i foci av vävnadsnekros.

Lysosomers funktioner: 1) intracellulär nedbrytning av organiska ämnen, 2) förstörelse av onödiga cellulära och icke-cellulära strukturer, 3) deltagande i processerna för cellomorganisation.

Vakuoler

Vakuoler- enmembranorganoider, är "tankar" fyllda med vattenlösningar av organiska och oorganiska ämnen. ER och Golgi-apparaten deltar i bildandet av vakuoler. Unga växtceller innehåller många små vakuoler, som sedan, när cellerna växer och differentierar, smälter samman med varandra och bildar en stor central vakuol. Den centrala vakuolen kan uppta upp till 95 % av volymen av en mogen cell, medan kärnan och organellerna trycks tillbaka till cellmembranet. Membranet som omger växtvakuolen kallas tonoplast. Vätskan som fyller växtvakuolen kallas cellsav. Sammansättningen av cellsav inkluderar vattenlösliga organiska och oorganiska salter, monosackarider, disackarider, aminosyror, slutprodukter eller giftiga metaboliska produkter (glykosider, alkaloider), vissa pigment (antocyaniner).

Djurceller innehåller små matsmältnings- och autofagiska vakuoler som tillhör gruppen sekundära lysosomer och innehåller hydrolytiska enzymer. Encelliga djur har också kontraktila vakuoler som utför funktionen av osmoreglering och utsöndring.

Vakuolfunktioner: 1) ackumulering och lagring av vatten, 2) reglering av vatten-saltmetabolism, 3) bibehållande av turgortryck, 4) ansamling av vattenlösliga metaboliter, reservnäringsämnen, 5) färgning av blommor och frukter och därigenom attrahera pollinatorer och fröspridare , 6) se lysosomfunktioner.

Endoplasmatiskt retikulum, Golgi-apparater, lysosomer och vakuoler bildas ett enda vakuolärt nätverk av cellen, vars individuella element kan förvandlas till varandra.

Mitokondrier

1 - yttre membran;
2 - inre membran; 3 - matris; 4 - crista; 5 - multienzymsystem; 6 - cirkulärt DNA.

Formen, storleken och antalet mitokondrier är extremt varierande. Formen på mitokondrierna kan vara stavformad, rund, spiralformad, skålformad, grenad. Längden på mitokondrier sträcker sig från 1,5 till 10 µm, diametern är från 0,25 till 1,00 µm. Antalet mitokondrier i en cell kan nå flera tusen och beror på cellens metaboliska aktivitet.

Mitokondrier begränsas av två membran. Det yttre membranet av mitokondrierna (1) är slätt, det inre (2) bildar många veck - cristae(4). Cristae ökar ytan på det inre membranet, som är värd för multienzymsystem (5) som är involverade i syntesen av ATP-molekyler. Det inre utrymmet i mitokondrierna är fyllt med matris (3). Matrisen innehåller cirkulärt DNA (6), specifikt mRNA, ribosomer av prokaryotisk typ (70S-typ), Krebs-cykelenzymer.

Mitokondrie-DNA är inte associerat med proteiner ("naken"), är fäst vid mitokondriernas inre membran och bär information om strukturen hos ett 30-tal proteiner. Många fler proteiner krävs för att bygga en mitokondrie, så information om de flesta mitokondriella proteiner finns i nukleärt DNA, och dessa proteiner syntetiseras i cellens cytoplasma. Mitokondrier kan reproducera sig autonomt genom att dela i två. Mellan de yttre och inre membranen är protonreservoar, där ackumuleringen av H + sker.

Mitokondriella funktioner: 1) ATP-syntes, 2) syrenedbrytning av organiska ämnen.

Enligt en av hypoteserna (teorin om symbiogenes) härstammar mitokondrier från forntida frilevande aeroba prokaryota organismer, som, efter att ha kommit in i värdcellen av misstag, sedan bildade ett ömsesidigt fördelaktigt symbiotiskt komplex med den. Följande data stöder denna hypotes. För det första har mitokondrie-DNA samma strukturella egenskaper som DNA från moderna bakterier (sluten i en ring, inte associerad med proteiner). För det andra tillhör mitokondriella ribosomer och bakteriella ribosomer samma typ, 70S-typen. För det tredje liknar mekanismen för mitokondriell delning den för bakterier. För det fjärde hämmas syntesen av mitokondriella och bakteriella proteiner av samma antibiotika.

plastider

1 - yttre membran; 2 - inre membran; 3 - stroma; 4 - tylakoid; 5 - grana; 6 - lameller; 7 - stärkelsekorn; 8 - lipiddroppar.

Plastider är unika för växtceller. Skilja på tre huvudtyper av plastider: leukoplaster - färglösa plastider i cellerna i ofärgade delar av växter, kromoplaster - färgade plastider är vanligtvis gula, röda och orange blommor Kloroplaster är gröna plastider.

Kloroplaster. I cellerna hos högre växter har kloroplaster formen av en bikonvex lins. Längden på kloroplaster sträcker sig från 5 till 10 mikron, diametern är från 2 till 4 mikron. Kloroplaster är bundna av två membran. Det yttre membranet (1) är slätt, det inre (2) har en komplex vikt struktur. Det minsta vecket kallas tylakoid(4). En grupp thylakoider staplade som en bunt mynt kallas fasetterad(5). Kloroplasten innehåller i genomsnitt 40-60 korn arrangerade i ett rutmönster. Granulerna är förbundna med varandra genom tillplattade kanaler - lameller(6). Tylakoidmembranen innehåller fotosyntetiska pigment och enzymer som ger ATP-syntes. Det huvudsakliga fotosyntetiska pigmentet är klorofyll, som ansvarar för grön färg kloroplaster.

Det inre utrymmet av kloroplaster är fyllt stroma(3). Stromaet innehåller cirkulärt naket DNA, ribosomer av 70S-typ, Calvin-cykelenzymer och stärkelsekorn (7). Inuti varje tylakoid finns en protonreservoar, H+ ackumuleras. Kloroplaster, precis som mitokondrier, är kapabla till autonom reproduktion genom att dela sig i två. De finns i cellerna i de gröna delarna av högre växter, särskilt många kloroplaster i blad och gröna frukter. Kloroplasterna hos lägre växter kallas kromatoforer.

Funktion av kloroplaster: fotosyntes. Man tror att kloroplaster härstammar från gamla endosymbiotiska cyanobakterier (symbiogenes teori). Grunden för detta antagande är likheten mellan kloroplaster och moderna bakterier på ett antal sätt (cirkulärt, "naket" DNA, ribosomer av 70S-typ, reproduktionssätt).

Leukoplaster. Formen varierar (sfärisk, rundad, kupad, etc.). Leukoplaster är bundna av två membran. Det yttre membranet är slätt, det inre bildar små tylakoider. Stromaet innehåller cirkulärt "naket" DNA, ribosomer av 70S-typ, enzymer för syntes och hydrolys av reservnäringsämnen. Det finns inga pigment. Särskilt många leukoplaster har celler från växtens underjordiska organ (rötter, knölar, rhizomer, etc.). Leukoplasternas funktion: syntes, ackumulering och lagring av reservnäringsämnen. Amyloplaster- leukoplaster som syntetiserar och ackumulerar stärkelse, elaioplaster- oljor, proteinoplaster- ekorrar. Olika ämnen kan ansamlas i samma leukoplast.

Kromoplaster. Begränsad av två membran. Det yttre membranet är slätt, det inre eller också slätt, eller bildar enkla tylakoider. Stromaet innehåller cirkulärt DNA och pigment - karotenoider, som ger kromoplasterna en gul, röd eller orange färg. Formen för ackumulering av pigment är annorlunda: i form av kristaller, lösta i lipiddroppar (8), etc. De finns i cellerna av mogna frukter, kronblad, höstlöv, sällan - rotfrukter. Kromoplaster anses vara det sista stadiet av plastidutveckling.

Funktion av kromoplaster: färgning av blommor och frukter och därigenom attrahera pollinatörer och fröspridare.

Alla typer av plastider kan bildas av proplastider. proplastider- små organeller som finns i meristematiska vävnader. Eftersom plastider har ett gemensamt ursprung är omvandlingar möjliga mellan dem. Leukoplaster kan förvandlas till kloroplaster (grönande av potatisknölar i ljuset), kloroplaster - till kromoplaster (gulning av blad och rodnad av frukt). Omvandlingen av kromoplaster till leukoplaster eller kloroplaster anses omöjlig.

Ribosomer

1 - stor underenhet; 2 - liten underenhet.

Ribosomer- icke-membranorganeller, cirka 20 nm i diameter. Ribosomer består av två underenheter, stora och små, i vilka de kan dissociera. Ribosomernas kemiska sammansättning är proteiner och rRNA. rRNA-molekyler utgör 50-63 % av ribosomens massa och bildar dess strukturella ramverk. Det finns två typer av ribosomer: 1) eukaryota (med sedimentationskonstanter för hela ribosomen - 80S, liten subenhet - 40S, stor - 60S) och 2) prokaryota (respektive 70S, 30S, 50S).

Ribosomer av eukaryotisk typ innehåller 4 rRNA-molekyler och cirka 100 proteinmolekyler, medan ribosomer av prokaryotisk typ innehåller 3 rRNA-molekyler och cirka 55 proteinmolekyler. Under proteinbiosyntes kan ribosomer "fungera" var för sig eller kombineras till komplex - polyribosomer (polysomer). I sådana komplex är de kopplade till varandra av en enda mRNA-molekyl. Prokaryota celler har bara ribosomer av 70S-typ. Eukaryota celler har både ribosomer av 80S-typ (sträva ER-membran, cytoplasma) och ribosomer av 70S-typ (mitokondrier, kloroplaster).

Eukaryota ribosomsubenheter bildas i nukleolen. Associationen av subenheter till en hel ribosom sker i cytoplasman, som regel, under proteinbiosyntes.

Ribosomfunktion: sammansättning av polypeptidkedjan (proteinsyntes).

cytoskelett

cytoskelett består av mikrotubuli och mikrofilament. Mikrotubuli är cylindriska ogrenade strukturer. Längden på mikrotubuli sträcker sig från 100 µm till 1 mm, diametern är cirka 24 nm och väggtjockleken är 5 nm. Den huvudsakliga kemiska komponenten är proteinet tubulin. Mikrotubuli förstörs av kolchicin. Mikrofilament - trådar med en diameter på 5-7 nm, består av aktinprotein. Mikrotubuli och mikrofilament bildar komplexa tovor i cytoplasman. Cytoskelettets funktioner: 1) bestämning av cellens form, 2) stöd för organeller, 3) bildande av en delningsspindel, 4) deltagande i cellrörelser, 5) organisering av cytoplasmans flöde.

Innehåller två centrioler och en centrosfär. Centriolär en cylinder, vars vägg är bildad av nio grupper om tre sammansmälta mikrotubuli (9 tripletter), sammankopplade med vissa intervall genom tvärbindningar. Centrioler är parade, där de är placerade i rät vinkel mot varandra. Före celldelning divergerar centrioler till motsatta poler, och en dottercentriol dyker upp nära var och en av dem. De bildar en delningsspindel, vilket bidrar till en enhetlig fördelning av genetiskt material mellan dotterceller. I cellerna hos högre växter (gymnospermer, angiospermer) har cellcentret inte centrioler. Centrioler är självreproducerande organeller i cytoplasman, de uppstår som ett resultat av duplicering av redan existerande centrioler. Funktioner: 1) säkerställa divergensen av kromosomer till cellens poler under mitos eller meios, 2) centrum för organisering av cytoskelettet.

Rörelseorganeller

De finns inte i alla celler. Rörelseorganellerna inkluderar flimmerhår (ciliater, epitel i andningsvägarna), flageller (flagellater, spermatozoer), pseudopoder (rhizomer, leukocyter), myofibriller (muskelceller), etc.

Flagella och flimmerhår- organeller av trådform, representerar ett axonem som begränsas av ett membran. Axoneme - cylindrisk struktur; cylinderns vägg bildas av nio par mikrotubuli, i dess mitt finns två enkla mikrotubuli. Vid basen av axonemet finns basala kroppar representerade av två ömsesidigt vinkelräta centrioler (varje basalkropp består av nio tripletter av mikrotubuli; det finns inga mikrotubuli i dess centrum). Flagellets längd når 150 µm, flimmerhåren är flera gånger kortare.

myofibriller består av aktin och myosin myofilament, som ger sammandragning av muskelceller.

Gå till föreläsning nummer 6"Eukaryot cell: cytoplasma, cellvägg, struktur och funktioner hos cellmembran"

Strukturen av det endoplasmatiska retikulumet

Definition 1

Endoplasmatiska retiklet(EPS, endoplasmic reticulum) är ett komplext ultramikroskopiskt, mycket förgrenat, sammankopplat system av membran som mer eller mindre jämnt genomsyrar massan av cytoplasman hos alla eukaryota celler.

EPS är en membranorganell som består av platta membransäckar - cisterner, kanaler och tubuli. På grund av denna struktur ökar det endoplasmatiska retikulumet avsevärt området på cellens inre yta och delar upp cellen i sektioner. Den är fylld inuti matris(måttligt tätt löst material (syntesprodukt)). Innehåll av olika kemiska substanser i sektioner är inte detsamma, därför i cellen, både samtidigt och i en viss sekvens, olika kemiska reaktioner i en liten cellvolym. Det endoplasmatiska retikulumet mynnar in i perinukleärt utrymme(ett hålrum mellan två membran i en karyolem).

Membranet i det endoplasmatiska retikulumet består av proteiner och lipider (främst fosfolipider), samt enzymer: adenosintrifosfatas och enzymer för syntes av membranlipider.

Det finns två typer av endoplasmatiskt retikulum:

• Slät (agranulär, AES), representerad av tubuli som anastomoserar med varandra och inte har ribosomer på ytan;
• Grov (granulär, grES), som också består av sammankopplade tankar, men de är täckta med ribosomer.

Anmärkning 1

Ibland tilldelar de mer övergående eller övergående(tES) endoplasmatiskt retikulum, som är beläget i området för övergången av en typ av ES till en annan.

Granulär ES är karakteristisk för alla celler (utom spermier), men graden av dess utveckling är annorlunda och beror på cellens specialisering.

GRES av epitelkörtelceller (bukspottkörteln som producerar matsmältningsenzymer, leversyntetiserar serumalbuminer), fibroblaster (bindvävsceller som producerar kollagenprotein) är högt utvecklad, plasmaceller(produktion av immunglobuliner).

Agranulär ES råder i cellerna i binjurarna (syntes av steroidhormoner), i muskelceller (kalciummetabolism), i cellerna i magens fundiska körtlar (frisättning av kloridjoner).

En annan typ av EPS-membran är grenade membrantubuli som innehåller ett stort antal specifika enzymer inuti, och vesikler - små, membranomgivna vesiklar, huvudsakligen belägna bredvid tubuli och cisterner. De tillhandahåller överföringen av de ämnen som syntetiseras.

EPS-funktioner

Endoplasmatiska retikulum är en apparat för syntes och, delvis, transport av cytoplasmatiska ämnen, tack vare vilka cellen utför komplexa funktioner.

Anmärkning 2

Funktionerna hos båda typerna av EPS är förknippade med syntes och transport av ämnen. Endoplasmatiska retikulum är ett universellt transportsystem.

Släta och grova endoplasmatiska retikulum med sina membran och innehåll (matris) utför vanliga funktioner:

• delning (strukturering), på grund av vilken cytoplasman är ordnad fördelad och inte blandas, och förhindrar också slumpmässiga ämnen från att komma in i organellen;
• transmembrantransport, på grund av vilken de nödvändiga ämnena överförs genom membranväggen;
• syntes av membranlipider med deltagande av enzymer som finns i själva membranet och säkerställer reproduktionen av det endoplasmatiska retikulumet;
• på grund av potentialskillnaden som uppstår mellan de två ytorna på ES-membranen är det möjligt att säkerställa ledningen av excitationspulser.

Dessutom har varje typ av nätverk sina egna specifika funktioner.

Funktioner av det släta (agranulära) endoplasmatiska retikulumet

Det agranulära endoplasmatiska retikulumet, förutom de namngivna funktionerna som är gemensamma för båda typerna av ES, utför också funktioner som bara är speciella för det:

• kalciumdepå. I många celler (skelettmuskel, hjärta, ägg, neuroner) finns mekanismer som kan förändra koncentrationen av kalciumjoner. Träfibert muskelvävnad innehåller ett specialiserat endoplasmatiskt retikulum som kallas sarkoplasmatiskt retikulum. Detta är en reservoar av kalciumjoner, och membranen i detta nätverk innehåller kraftfulla kalciumpumpar som kan spruta ut en stor mängd kalcium i cytoplasman eller transportera det in i håligheterna i nätverkskanalerna på hundradelar av en sekund;
• lipidsyntes, ämnen som kolesterol och steroidhormoner. Steroidhormoner syntetiseras huvudsakligen i de endokrina cellerna i gonaderna och binjurarna, i cellerna i njurarna och levern. Tarmceller syntetiserar lipider, som utsöndras i lymfan och sedan i blodet;

avgiftningsfunktion– neutralisering av exogena och endogena toxiner;

Exempel 1

Njurceller (hepatocyter) innehåller oxidasenzymer som kan förstöra fenobarbital.

organellenzymer är involverade i glykogensyntes(i leverceller).

Funktioner av det grova (granulära) endoplasmatiska retikulumet

För granulärt endoplasmatiskt retikulum, andra än de som anges gemensamma funktioner, det finns också speciella:

• proteinsyntes på TPP har några egenheter. Det börjar på fria polysomer, som därefter binder till ES-membran.
• Det granulära endoplasmatiska retikulum syntetiserar: alla proteiner i cellmembranet (förutom vissa hydrofoba proteiner, proteiner från mitokondriers och kloroplasters inre membran), specifika proteiner från den inre fasen av membranorganeller, såväl som sekretoriska proteiner som transporteras genom cell och gå in i det extracellulära utrymmet.
• post-translationell modifiering av proteiner: hydroxylering, sulfatering, fosforylering. En viktig process är glykosylering, som sker under verkan av det membranbundna enzymet glykosyltransferas. Glykosylering sker före utsöndring eller transport av ämnen till vissa delar av cellen (Golgi-komplex, lysosomer eller plasmalemma).
• transport av ämnen längs den intramembrana delen av nätverket. Syntetiserade proteiner rör sig längs ES-intervallen till Golgi-komplexet, som tar bort ämnen från cellen.
• på grund av involveringen av det granulära endoplasmatiska retikulumet Golgi-komplexet bildas.

Funktionerna hos det granulära endoplasmatiska retikulumet är associerade med transporten av proteiner som syntetiseras i ribosomer och ligger på dess yta. Syntetiserade proteiner kommer in i ER, vrider sig och får en tertiär struktur.

Proteinet som transporteras till tankarna förändras markant under vägen. Det kan till exempel fosforyleras eller omvandlas till ett glykoprotein. Den vanliga vägen för ett protein är genom det granulära ER till Golgi-apparaten, varifrån det antingen lämnar cellen eller går in i andra organeller i samma cell, såsom lysosomer), eller deponeras som lagringsgranuler.

I leverceller deltar både granulärt och icke-granulärt endoplasmatiskt retikulum i processerna för avgiftning av giftiga ämnen, som sedan avlägsnas från cellen.

Liksom det yttre plasmamembranet har det endoplasmatiska retikulum selektiv permeabilitet, vilket gör att koncentrationen av ämnen inuti och utanför retikulumkanalerna inte är densamma. Det har betydelse för cellens funktion.

Exempel 2

Det finns fler kalciumjoner i muskelcellernas endoplasmatiska retikulum än i dess cytoplasma. Genom att lämna kanalerna i det endoplasmatiska retikulumet startar kalciumjoner processen för sammandragning av muskelfibrer.

Bildning av det endoplasmatiska retikulum

Lipidkomponenterna i membranen i det endoplasmatiska retikulumet syntetiseras av enzymerna i själva nätverket, proteinet kommer från ribosomerna som finns på dess membran. Det släta (agranulära) endoplasmatiska retikulumet har inte sina egna proteinsyntesfaktorer, därför tros det att denna organell bildas som ett resultat av förlusten av ribosomer av det granulära endoplasmatiska retikulumet.

Lite historia

Cellen anses vara den minsta strukturella enheten av någon organism, men den består också av något. En av dess komponenter är det endoplasmatiska retikulumet. Dessutom är EPS en obligatorisk komponent i alla celler i princip (förutom vissa virus och bakterier). Den upptäcktes av den amerikanske vetenskapsmannen K. Porter redan 1945. Det var han som lade märke till systemen av tubuli och vakuoler, som liksom ackumulerades runt kärnan. Porter noterade också att storleken på EPS i cellerna hos olika varelser och till och med organ och vävnader i samma organism inte liknar varandra. Han kom till slutsatsen att detta beror på funktionerna hos en viss cell, graden av dess utveckling, såväl som differentieringsstadiet. Till exempel hos människor är EPS mycket välutvecklat i cellerna i tarmarna, slemhinnorna och binjurarna.

begrepp

EPS är ett system av tubuli, tubuli, vesikler och membran som finns i cellens cytoplasma.

Endoplasmatiskt retikulum: struktur och funktioner

Kort information om de andra viktigaste komponenterna i cellen

Cytoplasma: struktur och funktioner

Cellmembran: struktur och funktioner

Kärna: struktur och funktioner

Ribosomer

De är organeller som tillhandahåller grundläggande proteinsyntes. De kan vara lokaliserade både i det fria utrymmet i cellens cytoplasma och i kombination med andra organeller (t.ex. endoplasmatiskt retikulum). Om ribosomerna är placerade på membranen av den grova EPS (som är på ytterväggarna av membranen, skapar ribosomerna strävhet) , effektiviteten av proteinsyntesen ökar flera gånger. Detta har bevisats av många vetenskapliga experiment.

Golgi komplex

En organoid som består av flera håligheter som ständigt utsöndrar bubblor av olika storlekar. De ackumulerade ämnena används också för cellens och kroppens behov. Golgi-komplexet och det endoplasmatiska retikulumet ligger ofta sida vid sida.

Lysosomer

Organeller omgivna av ett speciellt membran och som utför cellens matsmältningsfunktion kallas lysosomer.

Mitokondrier

Organeller omgivna av flera membran och utför en energifunktion, det vill säga tillhandahåller syntesen av ATP-molekyler och distribuerar den energi som tas emot i hela cellen.

Plastider. Typer av plastider

Kloroplaster (funktion av fotosyntes);

Kromoplaster (ackumulering och konservering av karotenoider);

Leukoplaster (ackumulering och lagring av stärkelse).

Organeller designade för rörelse

De gör också vissa rörelser (flagella, flimmerhår, långa processer, etc.).

Cellcentrum: struktur och funktioner