Pürüzsüz endoplazmik retikulumun yapısı. Endoplazmik retikulum: yapı, tipler ve fonksiyonlar

Endoplazmik retikulum(endoplazmik retikulum), 1945'te CR Porter tarafından keşfedildi.

Bu yapı, sitoplazma içinde üç boyutlu bir zar ağı oluşturan birbirine bağlı vakuoller, düz zar keseleri veya boru şeklindeki oluşumlardan oluşan bir sistemdir. Endoplazmik retikulum (ER) hemen hemen tüm ökaryotlarda bulunur. Organelleri birbirine bağlar ve besinleri taşır. İki bağımsız organel vardır: granüler (granüler) ve düz granüler olmayan (agranüler) endoplazmik retikulum.

Granüler (kaba veya granüler) endoplazmik retikulum. Düz, bazen genişletilmiş tanklar, borular, taşıma baloncukları sistemidir. Sarnıçların boyutu, hücrelerin fonksiyonel aktivitesine bağlıdır ve lümenin genişliği 20 nm ile birkaç mikron arasında değişebilir. Sarnıç keskin bir şekilde genişlerse, ışık mikroskobu altında görünür hale gelir ve bir vakuol olarak tanımlanır.

Sarnıçlar, yüzeyinde ribozomların zarına bağlanmayı sağlayan, salgı ve lizozomal proteinlerin, sitolemmal proteinlerin vb. karyoplazma ve hyaloplazmanın içeriği ile birleşmeyin.

Membranlar arasındaki boşluk, düşük elektron yoğunluğuna sahip homojen bir matris ile doldurulur. Dışarıda, zarlar ribozomlarla kaplıdır. Ribozomlar, elektron mikroskobu altında küçük (yaklaşık 20 nm çapında), koyu, neredeyse yuvarlak parçacıklar olarak görülebilir. Birçoğu varsa, bu, organelin adının temelini oluşturan zarın dış yüzeyine granüler bir görünüm verir.

Zarlarda ribozomlar, çeşitli şekillerde rozetler, kümeler veya spiraller oluşturan kümeler - polisomlar şeklinde bulunur. Ribozomların dağılımının bu özelliği, bilgileri okudukları, polipeptit zincirlerini sentezledikleri mRNA'lardan biriyle ilişkili olmaları ile açıklanmaktadır. Bu tür ribozomlar, büyük alt birimin bölgelerinden biri kullanılarak ER zarına bağlanır.

Bazı hücrelerde, granüler endoplazmik retikulum (GR. EPS) nadir dağınık sarnıçlardan oluşur, ancak büyük yerel (fokal) kümeler oluşturabilir. Zayıf gelişmiş gr. Kötü farklılaşmış hücrelerde veya düşük protein sekresyonuna sahip hücrelerde EPS. Birikimler gr. EPS, salgı proteinlerini aktif olarak sentezleyen hücrelerde bulunur. Sarnıcın fonksiyonel aktivitesinde bir artış ile organeller çoğalır ve sıklıkla genişler.

gr. EPS, pankreasın salgı hücrelerinde, midenin ana hücrelerinde, nöronlarda vs. iyi gelişmiştir. Hücre tipine bağlı olarak gr. EPS, hücrenin kutuplarından birinde yaygın olarak dağılabilir veya lokalize olabilirken, çok sayıda ribozom bu bölgeyi bazofilik olarak boyar. Örneğin, plazma hücrelerinde (plazmositler) iyi gelişmiş bir gr. EPS, sitoplazmanın parlak bir bazofilik rengine neden olur ve ribonükleik asitlerin konsantrasyon alanlarına karşılık gelir. Nöronlarda, organel, ışık mikroskobu altında sitoplazmada (sitoplazmanın kromatofilik maddesi veya tigroid) bazofilik tanecikler olarak görünen, kompakt bir şekilde uzanan paralel tanklar şeklinde bulunur.

Çoğu durumda gr. ER, hücrenin kendisi tarafından kullanılmayan ancak hücre içine salgılanan proteinleri sentezler. dış ortam: vücudun ekzokrin bezlerinin proteinleri, hormonlar, aracılar (endokrin bezlerinin ve nöronların protein maddeleri), hücreler arası maddenin proteinleri (hücreler arası maddenin ana bileşeni olan kolajen ve elastik liflerin proteinleri). gr tarafından oluşturulan proteinler. EPS ayrıca hücre zarının dış yüzeyinde bulunan lizozomal hidrolitik enzim komplekslerinin bir parçasıdır. Sentezlenen polipeptit sadece EPS boşluğunda birikmez, aynı zamanda hareket eder, sentez bölgesinden hücrenin diğer bölümlerine kanallar ve vakuoller yoluyla taşınır. Her şeyden önce, bu tür bir ulaşım Golgi kompleksi yönünde gerçekleştirilir. Elektron mikroskobu altında, EPS'nin iyi gelişimine Golgi kompleksinde paralel bir artış (hipertrofi) eşlik eder. Buna paralel olarak nükleollerin gelişimi artar, nükleer gözeneklerin sayısı artar. Genellikle bu tür hücrelerde salgı proteinleri içeren çok sayıda salgı kapanımları (granüller) vardır, mitokondri sayısı artar.

EPS boşluklarında biriken proteinler, hyaloplazmayı atlayarak, çoğunlukla Golgi kompleksine taşınır, burada modifiye edilirler ve içeriği zar tarafından hyaloplazmadan izole edilmiş halde kalan lizozomların veya salgı granüllerinin bir parçasıdır. Tübüllerin veya vakuollerin içinde gr. EPS, proteinlerin modifikasyonu, şekerlere bağlanmasıdır (birincil glikozilasyon); sentezlenmiş proteinlerin büyük agregaların oluşumu ile yoğunlaşması - salgı granülleri.

ribozomlar üzerinde ER'ler, zarın kalınlığına gömülü olan sentezlenmiş zar integral proteinleridir. Burada hyaloplazmanın yanından lipit sentezi ve bunların zara dahil edilmesi gerçekleşir. Bu iki işlemin bir sonucu olarak, EPS membranlarının kendisi ve vakuolar sistemin diğer bileşenleri büyür.

gr'ın ana işlevi. EPS, ihraç edilen proteinlerin ribozomlar üzerinde sentezlenmesi, zar boşlukları içindeki hyaloplazmanın içeriğinden izolasyonu ve bu proteinlerin hücrenin diğer bölgelerine taşınması, kimyasal modifikasyon veya lokal yoğunlaşma ile sentezidir. Yapısal bileşenler hücre zarları.

Çeviri sırasında, ribozomlar gr zarına bağlanır. Bir zincir (polisomlar) şeklinde EPS. Membrana bağlanma yeteneği, özel ER reseptörlerine - demirleme proteinine bağlanan sinyal bölgeleri tarafından sağlanır. Daha sonra ribozom, kendisini zara sabitleyen bir proteine ​​​​bağlanır ve ortaya çıkan polipeptit zinciri, reseptörler yardımıyla açılan zarların gözeneklerinden taşınır. Sonuç olarak, protein alt birimleri zarlar arası boşluk gr'dadır. EPS. Bir oligosakkarit (glikosilasyon), zarın iç yüzeyine bağlı dolikol fosfattan ayrılan sonuçtaki polipeptitlere katılabilir. Daha sonra, tübüllerin ve sarnıçların lümeninin içeriği gr. EPS, nakliye vezikülleri tarafından Golgi kompleksinin cis-bölmesine taşınır ve burada daha fazla dönüşüme uğrar.

Pürüzsüz (agranüler) EPS. Bey ile ilgili olabilir. EPS bir geçiş bölgesidir, ancak yine de bağımsız bir organeldir. kendi sistemi Reseptör ve enzimatik kompleksler. Karmaşık bir tübül ağından, düz ve genişletilmiş sarnıçlardan ve taşıma baloncuklarından oluşur, ancak gr cinsinden ise. EPS'ye tanklar hakimdir, ardından pürüzsüz endoplazmik retikulum(pürüzsüz EPS) yaklaşık 50 ... 100 nm çapında daha fazla tübül.

Membranlara pürüzsüz. ER'ler, bu organeller için reseptörlerin bulunmamasından dolayı ribozomlara bağlanmazlar. Böylece pürüzsüz. EPS, granülerin morfolojik bir devamı olmasına rağmen, sadece endoplazmik bir retikulum değildir. şu an ribozom yoktur, ancak ribozomların bağlanamadığı bağımsız bir organeldir.

Memnun. EPS, yağların sentezinde, glikojen metabolizmasında, polisakkaritlerde, steroid hormonlarında ve bazı ilaçlarda (özellikle barbitüratlarda) yer alır. Pürüzsüz EPS, hücre zarlarındaki tüm lipidlerin sentezinde son aşamalardan geçer. Membranlarda pürüzsüz. EPS, lipit dönüştürücü enzimlerdir - flippazlar, hareketli yağ molekülleri ve lipit katmanlarının asimetrisini korurlar.

Memnun. EPS, kas dokularında, özellikle çizgili olanlarda iyi gelişmiştir. İskelet ve kalp kaslarında, büyük bir özel yapı oluşturur - sarkoplazmik retikulum veya L sistemi.

Sarkoplazmik retikulum, karşılıklı olarak geçen L-tübül ağları ve marjinal sarnıçlardan oluşur. Kasların özel kasılma organellerini - miyofibrilleri örerler. Çizgili kas dokularında organel, 50'ye kadar Ca2+ iyonunu bağlayan bir protein - calsequestrin içerir. Düz kas hücrelerinde ve kas dışı hücrelerde, zarlar arası boşlukta kalretikülin adı verilen ve Ca2+'yı da bağlayan bir protein vardır.

Böylece pürüzsüz. EPS, Ca2+ iyonlarının deposudur. Hücrenin zarının depolarizasyonu sırasında uyarılma anında, kalsiyum iyonları EPS'den kas kasılmasını tetikleyen ana mekanizma olan hyaloplazmaya çıkarılır. Buna, miyofibrillerin aktomiyosin veya aktomimiyosin komplekslerinin etkileşimi nedeniyle hücrelerin ve kas liflerinin kasılması eşlik eder. Dinlenme halinde, Ca2+ tübüllerin lümenine pürüzsüz bir şekilde yeniden emilir. Sitoplazmik matristeki kalsiyum içeriğinde bir azalmaya yol açan ve buna miyofibrillerin gevşemesi eşlik eden EPS. Kalsiyum pompa proteinleri, transmembran iyon taşınmasını düzenler.

Sitoplazmik matristeki Ca2+ iyonlarının konsantrasyonundaki bir artış da kas dışı hücrelerin salgılama aktivitesini hızlandırır, kirpikler ve kamçıların hareketini uyarır.

Memnun. EPS, oksidasyonu nedeniyle vücuda zararlı çeşitli maddeleri, özellikle karaciğer hücrelerinde bulunan bir takım özel enzimler yardımıyla etkisiz hale getirir. Bu nedenle, bazı zehirlenmelerde, karaciğer hücrelerinde tamamen pürüzsüz bir endoplazmik retikulum ile dolu asidofilik bölgeler (RNA içermeyen) belirir.

Adrenal kortekste, gonadların endokrin hücrelerinde pürüzsüz. ER, steroid hormonlarının sentezinde yer alır ve steroidogenezin anahtar enzimleri, zarlarında bulunur. Bu tür endokrinositlerde, memnunum. EPS, enine kesitte çok sayıda vezikül olarak görülebilen bol tübül görünümüne sahiptir.

Memnun. EPS gr'dan oluşur. EPS. Bazı bölgelerde pürüzsüz. EPS, ribozomlardan yoksun yeni lipoprotein zar alanları oluşturur. Bu alanlar büyüyebilir, granüler membranlardan ayrılabilir ve bağımsız bir vakuolar sistem olarak işlev görebilir.

Organeller- hücrenin belirli işlevleri yerine getiren kalıcı, zorunlu olarak mevcut bileşenleri.

Endoplazmik retikulum

Endoplazmik retikulum (ER), veya endoplazmik retikulum (EPR), tek zarlı bir organeldir. Birbirine bağlı ve tek bir iç alanı - EPS boşluklarını sınırlayan "tanklar" ve kanallar oluşturan bir zar sistemidir. Bir yandan zarlar sitoplazmik zara, diğer yandan dış nükleer zara bağlıdır. İki tip EPS vardır: 1) yüzeyinde ribozomlar içeren pürüzlü (granüler) ve 2) zarları ribozom taşımayan pürüzsüz (agranüler).

fonksiyonlar: 1) maddelerin hücrenin bir kısmından diğerine taşınması, 2) hücre sitoplazmasının bölmelere (“bölmeler”) bölünmesi, 3) karbonhidratların ve lipitlerin sentezi (düz ER), 4) protein sentezi (kaba ER), 5) Golgi aygıtının oluşum yeri .

Veya Golgi kompleksi, tek zarlı bir organeldir. Genişletilmiş kenarları olan düzleştirilmiş bir "tank" yığınıdır. Küçük tek zarlı veziküllerden oluşan bir sistem (Golgi vezikülleri) onlarla ilişkilidir. Her yığın genellikle 4-6 "tanktan" oluşur, Golgi aparatının yapısal ve işlevsel bir birimidir ve diktiyozom olarak adlandırılır. Bir hücredeki diktiyozomların sayısı bir ila birkaç yüz arasında değişir. Bitki hücrelerinde diktiyozomlar izole edilir.

Golgi aygıtı genellikle hücre çekirdeğinin yakınında bulunur (hayvan hücrelerinde genellikle hücre merkezinin yakınında).

Golgi aygıtının işlevleri: 1) proteinlerin, lipidlerin, karbonhidratların birikmesi, 2) gelenlerin modifikasyonu organik madde, 3) proteinlerin, lipidlerin, karbonhidratların zar veziküllerine "paketlenmesi", 4) proteinlerin, lipidlerin, karbonhidratların salgılanması, 5) karbonhidratların ve lipidlerin sentezi, 6) lizozomların oluşum yeri. Salgı işlevi en önemlisidir, bu nedenle salgı hücrelerinde Golgi aygıtı iyi gelişmiştir.

lizozomlar

lizozomlar- tek zarlı organeller. Bir dizi hidrolitik enzim içeren küçük kabarcıklardır (0,2 ila 0,8 mikron çapında). Enzimler kaba ER'de sentezlenir, Golgi aparatına taşınır, burada modifiye edilirler ve Golgi aparatından ayrıldıktan sonra uygun lizozomlar haline gelen membran veziküller halinde paketlenirler. Bir lizozom 20 ila 60 içerebilir Çeşitli türler hidrolitik enzimler. Maddelerin enzimlerle parçalanmasına denir parçalanma.

ayırt etmek: 1) birincil lizozomlar, 2) ikincil lizozomlar. Birincil lizozomlar, Golgi aygıtından ayrılan lizozomlar olarak adlandırılır. Primer lizozomlar, enzimlerin hücreden ekzositozunu sağlayan bir faktördür.

Birincil lizozomların endositik vakuollerle füzyonu sonucu oluşan ikincil lizozomlara lizozomlar denir. Bu durumda hücreye fagositoz veya pinositoz yoluyla giren maddeleri sindirirler, bu nedenle sindirim vakuolleri olarak adlandırılabilirler.

otofaji- hücre için gereksiz olan yapıların yok edilmesi süreci. Önce yok edilecek yapı tek bir zarla çevrelenir, daha sonra oluşan zar kapsülü birincil lizozom ile birleşir, bunun sonucunda da bu yapının sindirildiği ikincil bir lizozom (otofajik vakuol) oluşur. Sindirim ürünleri hücrenin sitoplazması tarafından emilir, ancak malzemenin bir kısmı sindirilmeden kalır. Bu sindirilmemiş materyali içeren ikincil lizozom artık cisim olarak adlandırılır. Ekzositoz ile sindirilmemiş partiküller hücreden uzaklaştırılır.

otoliz- lizozom içeriğinin salınmasından kaynaklanan hücrenin kendi kendini yok etmesi. Normal olarak otoliz, metamorfozlar (kurbağa iribaşının kuyruğunun kaybolması), doğumdan sonra uterusun doku nekrozu odaklarında involüsyonu sırasında gerçekleşir.

Lizozomların işlevleri: 1) organik maddelerin hücre içi sindirimi, 2) gereksiz hücresel ve hücresel olmayan yapıların yok edilmesi, 3) hücre yeniden örgütlenme süreçlerine katılım.

kofullar

kofullar- tek zarlı organoidler, organik ve inorganik maddelerin sulu çözeltileriyle dolu "tanklardır". ER ve Golgi aygıtı, vakuol oluşumunda yer alır. Genç bitki hücreleri, daha sonra hücreler büyüyüp farklılaştıkça birbirleriyle birleşen ve büyük bir tane oluşturan birçok küçük vakuol içerir. merkezi koful. Çekirdek ve organeller hücre zarına geri itilirken, merkezi vakuol olgun bir hücrenin hacminin %95'ini kaplayabilir. Bitki vakuolünü çevreleyen zara tonoplast denir. Bitki kofulunu dolduran sıvıya denir. hücre özü. Hücre özsuyunun bileşimi suda çözünür organik ve inorganik tuzlar, monosakkaritler, disakkaritler, amino asitler, son veya toksik metabolik ürünler (glikozitler, alkaloidler), bazı pigmentler (antosiyaninler) içerir.

Hayvan hücreleri, ikincil lizozomlar grubuna ait olan ve hidrolitik enzimler içeren küçük sindirim ve otofajik vakuoller içerir. Tek hücreli hayvanlar ayrıca osmoregülasyon ve boşaltım işlevini yerine getiren kasılma vakuollerine sahiptir.

Koful işlevleri: 1) suyun birikmesi ve depolanması, 2) su-tuz metabolizmasının düzenlenmesi, 3) turgor basıncının korunması, 4) suda çözünür metabolitlerin, yedek besinlerin birikmesi, 5) çiçeklerin ve meyvelerin renklendirilmesi ve böylece tozlayıcıları ve tohum dağıtıcıları çekmesi , 6) bakınız lizozom fonksiyonları.

Endoplazmik retikulum, Golgi aygıtı, lizozomlar ve vakuoller oluşur hücrenin tek boşluklu ağı bireysel unsurları birbirine dönüşebilen.

Mitokondri

1 - dış zar;
2 - iç zar; 3 - matris; 4 - kristal; 5 - çoklu enzim sistemi; 6 - dairesel DNA.

Mitokondrilerin şekli, boyutu ve sayısı son derece değişkendir. Mitokondrinin şekli çubuk şeklinde, yuvarlak, spiral, fincan şeklinde, dallı olabilir. Mitokondrinin uzunluğu 1,5 ila 10 µm, çapı ise 0,25 ila 1,00 µm arasındadır. Bir hücredeki mitokondri sayısı birkaç bine ulaşabilir ve hücrenin metabolik aktivitesine bağlıdır.

Mitokondri iki zarla çevrilidir. Mitokondrinin dış zarı (1) pürüzsüzdür, iç zarı (2) çok sayıda kıvrım oluşturur - cristae(4). Cristae, ATP moleküllerinin sentezinde yer alan multienzim sistemlerini (5) barındıran iç zarın yüzey alanını arttırır. Mitokondrinin iç boşluğu matriks (3) ile doludur. Matris dairesel DNA (6), spesifik mRNA, prokaryotik tip ribozomlar (70S tipi), Krebs döngüsü enzimleri içerir.

Mitokondriyal DNA proteinlerle ilişkili değildir ("çıplak"), mitokondrinin iç zarına bağlıdır ve yaklaşık 30 proteinin yapısı hakkında bilgi taşır. Bir mitokondri oluşturmak için daha fazla protein gerekir, bu nedenle çoğu mitokondriyal protein hakkında bilgi nükleer DNA'da bulunur ve bu proteinler hücrenin sitoplazmasında sentezlenir. Mitokondri ikiye bölünerek otonom olarak çoğalabilmektedir. Dış ve iç zarlar arasında proton rezervuarı, H + birikiminin meydana geldiği yer.

Mitokondriyal fonksiyonlar: 1) ATP sentezi, 2) organik maddelerin oksijen parçalanması.

Hipotezlerden birine göre (simbiyogenez teorisi), mitokondri, yanlışlıkla konak hücreye giren ve daha sonra onunla karşılıklı olarak yararlı bir simbiyotik kompleks oluşturan eski serbest yaşayan aerobik prokaryotik organizmalardan kaynaklanmıştır. Aşağıdaki veriler bu hipotezi desteklemektedir. Birincisi, mitokondriyal DNA, modern bakteri DNA'sıyla aynı yapısal özelliklere sahiptir (bir halka içinde kapalıdır, proteinlerle ilişkili değildir). İkincisi, mitokondriyal ribozomlar ve bakteriyel ribozomlar aynı tipe, 70S tipine aittir. Üçüncüsü, mitokondriyal bölünme mekanizması bakterilerinkine benzer. Dördüncüsü, mitokondriyal ve bakteriyel proteinlerin sentezi aynı antibiyotikler tarafından inhibe edilir.

plastidler

1 - dış zar; 2 - iç zar; 3 - stroma; 4 - tilakoid; 5 - tahıl; 6 - lamel; 7 - nişasta taneleri; 8 - lipid damlaları.

Plastidler benzersizdir bitki hücreleri. Ayırt etmek üç ana plastid türü: lökoplastlar - bitkilerin boyanmamış kısımlarının hücrelerinde renksiz plastidler, kromoplastlar - renkli plastidler genellikle sarı, kırmızı ve portakal çiçekleri Kloroplastlar yeşil plastidlerdir.

Kloroplastlar. Daha yüksek bitkilerin hücrelerinde, kloroplastlar bikonveks bir mercek şeklindedir. Kloroplastların uzunluğu 5 ila 10 mikron, çap ise 2 ila 4 mikron arasındadır. Kloroplastlar iki zarla çevrilidir. Dış zar (1) pürüzsüz, iç zar (2) karmaşık kıvrımlı bir yapıya sahiptir. En küçük kıvrıma denir tilakoid(4). Madeni para yığını gibi üst üste dizilmiş tilakoid grubuna ne ad verilir? yönlü(5). Kloroplast, bir dama tahtası düzeninde düzenlenmiş ortalama 40-60 tane içerir. Granüller birbirine düzleştirilmiş kanallarla bağlanır - lameller(6). Tilakoid zarlar, ATP sentezini sağlayan fotosentetik pigmentler ve enzimler içerir. Ana fotosentetik pigment, sorumlu olan klorofildir. yeşil renk kloroplastlar.

Kloroplastların iç boşlukları doludur stroma(3). Stroma dairesel çıplak DNA, 70S tipi ribozomlar, Calvin döngüsü enzimleri ve nişasta taneleri içerir (7). Her thylakoid'in içinde bir proton rezervuarı vardır, H + birikir. Mitokondri gibi kloroplastlar ikiye bölünerek otonom üreme yeteneğine sahiptir. Yüksek bitkilerin yeşil kısımlarının hücrelerinde, özellikle yapraklarda ve yeşil meyvelerde çok sayıda kloroplastta bulunurlar. Alt bitkilerin kloroplastlarına kromatofor denir.

Kloroplastların işlevi: fotosentez. Kloroplastların eski endosimbiyotik siyanobakterilerden (simbiyogenez teorisi) kaynaklandığına inanılmaktadır. Bu varsayımın temeli, kloroplastların ve modern bakterilerin çeşitli şekillerde (dairesel, "çıplak" DNA, 70S tipi ribozomlar, üreme modu) benzerliğidir.

lökoplastlar.Şekil değişir (küresel, yuvarlak, çukurlu vb.). Lökoplastlar iki zarla çevrilidir. Dış zar pürüzsüzdür, iç zar küçük tilakoidler oluşturur. Stroma, dairesel "çıplak" DNA, 70S tipi ribozomlar, yedek besinlerin sentezi ve hidrolizi için enzimler içerir. Pigment yok. Özellikle birçok lökoplast, bitkinin yeraltı organlarının (kökler, yumrular, rizomlar vb.) hücrelerine sahiptir. Lökoplastların işlevi: yedek besin maddelerinin sentezi, birikmesi ve depolanması. amiloplastlar- nişastayı sentezleyen ve biriktiren lökoplastlar, elaioplastlar- yağlar, proteinoplastlar- sincaplar. Aynı lökoplastta farklı maddeler birikebilir.

kromoplastlar.İki zarla sınırlıdır. Dış zar pürüzsüzdür, iç zar da pürüzsüzdür veya tek thylakoids oluşturur. Stroma, dairesel DNA ve pigmentler - kromoplastlara sarı, kırmızı veya turuncu bir renk veren karotenoidler içerir. Pigmentlerin birikme şekli farklıdır: lipit damlalarında çözünmüş kristaller şeklinde (8) vb. Olgun meyvelerin, yaprakların, sonbahar yaprakları, nadiren - kök bitkileri. Kromoplastlar, plastid gelişiminin son aşaması olarak kabul edilir.

Kromoplastların işlevi:çiçeklerin ve meyvelerin renklendirilmesi ve böylece tozlayıcıları ve tohum dağıtıcıları çekmesi.

Her tür plastid, proplastitlerden oluşturulabilir. proplastidler- meristematik dokularda bulunan küçük organeller. Plastidler ortak bir kökene sahip olduklarından, aralarında dönüşümler mümkündür. Lökoplastlar kloroplastlara (ışıkta patates yumrularının yeşilleşmesi), kloroplastlara - kromoplastlara (yaprakların sararması ve meyvelerin kızarması) dönüşebilir. Kromoplastların lökoplastlara veya kloroplastlara dönüşmesi imkansız kabul edilir.

ribozomlar

1 - büyük alt birim; 2 - küçük alt birim.

ribozomlar- yaklaşık 20 nm çapında zarsız organeller. Ribozomlar, ayrışabilecekleri büyük ve küçük iki alt birimden oluşur. Ribozomların kimyasal bileşimi proteinler ve rRNA'dır. rRNA molekülleri, ribozomun kütlesinin %50-63'ünü oluşturur ve yapısal çerçevesini oluşturur. İki tür ribozom vardır: 1) ökaryotik (tüm ribozomun sedimantasyon sabitleriyle - 80S, küçük alt birim - 40S, büyük - 60S) ve 2) prokaryotik (sırasıyla 70S, 30S, 50S).

Ökaryotik tip ribozomlar 4 rRNA molekülü ve yaklaşık 100 protein molekülü içerirken, prokaryotik tip ribozomlar 3 rRNA molekülü ve yaklaşık 55 protein molekülü içerir. Protein biyosentezi sırasında, ribozomlar tek tek "çalışabilir" veya kompleksler halinde birleşebilir - poliribozomlar (polizomlar). Bu tür komplekslerde, birbirlerine tek bir mRNA molekülü ile bağlanırlar. Prokaryotik hücrelerde sadece 70S tipi ribozomlar bulunur. Ökaryotik hücrelerde hem 80S tipi ribozomlar (kaba ER zarları, sitoplazma) hem de 70S tipi ribozomlar (mitokondri, kloroplastlar) bulunur.

Ökaryotik ribozom alt birimleri çekirdekçikte oluşur. Alt birimlerin bütün bir ribozom halinde birleşmesi, kural olarak protein biyosentezi sırasında sitoplazmada meydana gelir.

Ribozom işlevi: polipeptit zincirinin montajı (protein sentezi).

hücre iskeleti

hücre iskeleti mikrotübüller ve mikrofilamentlerden oluşur. Mikrotübüller silindirik dallanmamış yapılardır. Mikrotübüllerin uzunluğu 100 µm ile 1 mm arasında değişir, çapı yaklaşık 24 nm ve duvar kalınlığı 5 nm'dir. Ana kimyasal bileşen, protein tübülinidir. Mikrotübüller kolşisin tarafından yok edilir. Mikrofilamentler - 5-7 nm çapında iplikler, aktin proteininden oluşur. Mikrotübüller ve mikrofilamentler, sitoplazmada karmaşık yumaklar oluşturur. Hücre iskeletinin işlevleri: 1) hücre şeklinin belirlenmesi, 2) organellerin desteklenmesi, 3) bölünme milinin oluşturulması, 4) hücre hareketlerine katılım, 5) sitoplazmanın akışının organizasyonu.

İki merkezcil ve bir merkezküre içerir. merkezcil duvarı belirli aralıklarla çapraz bağlarla birbirine bağlı dokuz kaynaşmış üç mikrotübül grubundan (9 üçlü) oluşan bir silindirdir. Centrioles, birbirlerine dik açılarda yerleştirildikleri yerde eşleştirilmiştir. Hücre bölünmesinden önce, merkezciller zıt kutuplara ayrılır ve her birinin yanında bir kız merkezcil belirir. Genetik materyalin yavru hücreler arasında tek tip dağılımına katkıda bulunan bir bölünme mili oluştururlar. Daha yüksek bitkilerin hücrelerinde (gymnospermler, anjiyospermler), hücre merkezinde sentrioller yoktur. Centrioles, sitoplazmanın kendi kendini üreyen organelleridir, zaten var olan centrioles'in çoğaltılmasının bir sonucu olarak ortaya çıkarlar. fonksiyonlar: 1) mitoz veya mayoz sırasında kromozomların hücrenin kutuplarına ayrılmasını sağlamak, 2) hücre iskeletinin organizasyon merkezi.

Hareket organelleri

Tüm hücrelerde bulunmazlar. Hareket organelleri arasında kirpikler (siliatlar, solunum epiteli), flagella (flagellatlar, spermatozoa), psödopodlar (rizomlar, lökositler), miyofibriller (kas hücreleri) vb.

Flagella ve kirpikler- filamentli bir formun organelleri, bir zarla sınırlanmış bir aksonemi temsil eder. Axoneme - silindirik yapı; silindirin duvarı dokuz çift mikrotübülden oluşur, merkezinde iki tekli mikrotübül vardır. Aksonem tabanında karşılıklı olarak dik iki merkezcil tarafından temsil edilen bazal gövdeler vardır (her bazal gövde dokuz üçlü mikrotübülden oluşur; merkezinde mikrotübül yoktur). Flagellum'un uzunluğu 150 µm'ye ulaşır, kirpikler birkaç kat daha kısadır.

miyofibriller kas hücrelerinin kasılmasını sağlayan aktin ve miyozin miyofilamentlerinden oluşur.

git 6 numaralı dersler"Ökaryotik hücre: sitoplazma, hücre duvarı, hücre zarlarının yapısı ve işlevleri"

Endoplazmik retikulumun yapısı

tanım 1

Endoplazmik retikulum(EPS, endoplazmik retikulum), tüm ökaryotik hücrelerin sitoplazma kütlesine az çok eşit bir şekilde nüfuz eden karmaşık bir ultramikroskopik, oldukça dallanmış, birbirine bağlı zar sistemidir.

EPS, düz zar keselerinden - sarnıçlar, kanallar ve tübüllerden oluşan bir zar organelidir. Bu yapı nedeniyle endoplazmik retikulum, hücrenin iç yüzeyinin alanını önemli ölçüde artırır ve hücreyi bölümlere ayırır. içi dolu matris(orta yoğunlukta gevşek malzeme (sentez ürünü)). çeşitli içerik kimyasal maddeler bölümlerde aynı değildir, bu nedenle hücrede hem aynı anda hem de belirli bir sırayla çeşitli kimyasal reaksiyonlar küçük bir hücre hacminde. Endoplazmik retikulum açılır perinükleer boşluk(bir karyolemin iki zarı arasındaki boşluk).

Endoplazmik retikulumun zarı, proteinler ve lipitlerden (esas olarak fosfolipidler) ve ayrıca enzimlerden oluşur: adenosin trifosfataz ve membran lipitlerinin sentezi için enzimler.

İki tip endoplazmik retikulum vardır:

• düz (agranüler, AES), birbirleriyle anastomoz yapan ve yüzeyde ribozomları olmayan tübüllerle temsil edilir;
• Kaba (taneli, grES), ayrıca birbirine bağlı tanklardan oluşur, ancak ribozomlarla kaplıdır.

1. açıklama

Bazen daha fazla ayırırlar geçen veya geçici(tES) bir tür ES'nin diğerine geçiş alanında bulunan endoplazmik retikulum.

Granüler ES, tüm hücrelerin (sperm hariç) karakteristiğidir, ancak gelişim derecesi farklıdır ve hücrenin uzmanlaşmasına bağlıdır.

Epitelyal glandüler hücrelerin (sindirim enzimlerini üreten pankreas, serum albüminlerini sentezleyen karaciğer), fibroblastların (kollajen proteini üreten bağ dokusu hücreleri) GRES'leri oldukça gelişmiştir, Plazma hücreleri(immünoglobulinlerin üretimi).

Agranüler ES, adrenal bezlerin hücrelerinde (steroid hormonların sentezi), kas hücrelerinde (kalsiyum metabolizması), midenin fundik bezlerinin hücrelerinde (klorür iyonlarının salınması) hakimdir.

Başka bir EPS membran türü, içinde çok sayıda spesifik enzim içeren dallı zar tübülleri ve veziküllerdir - esas olarak tübüllerin ve sarnıçların yanında bulunan küçük, zarla çevrili veziküller. Sentezlenen maddelerin transferini sağlarlar.

EPS işlevleri

Endoplazmik retikulum, hücrenin karmaşık işlevleri yerine getirmesi sayesinde sitoplazmik maddelerin sentezi ve kısmen taşınması için bir aparattır.

2. açıklama

Her iki EPS türünün işlevleri, maddelerin sentezi ve taşınması ile ilişkilidir. Endoplazmik retikulum evrensel bir taşıma sistemidir.

Pürüzsüz ve pürüzlü endoplazmik retikulum, zarları ve içerikleri (matris) ile ortak işlevleri yerine getirir:

• sitoplazmanın düzenli olarak dağıldığı ve karışmadığı ve ayrıca rastgele maddelerin organele girmesini önlediği için bölme (yapılandırma);
• gerekli maddelerin zar duvarından aktarılması nedeniyle transmembran taşıma;
• zarın kendisinde bulunan enzimlerin katılımıyla ve endoplazmik retikulumun çoğalmasını sağlayan zar lipitlerinin sentezi;
• ES membranlarının iki yüzeyi arasında oluşan potansiyel farkı nedeniyle uyarma darbelerinin iletimini sağlamak mümkündür.

Ek olarak, her ağ türünün kendine özgü işlevleri vardır.

Pürüzsüz (agranüler) endoplazmik retikulumun işlevleri

Agranüler endoplazmik retikulum, her iki ES tipinde ortak olan adlandırılmış işlevlere ek olarak, yalnızca kendisine özgü işlevleri de yerine getirir:

• kalsiyum deposu. Birçok hücrede (iskelet kası, kalp, yumurtalar, nöronlar) kalsiyum iyonlarının konsantrasyonunu değiştirebilen mekanizmalar vardır. Çizgili kas dokusu, sarkoplazmik retikulum adı verilen özel bir endoplazmik retikulum içerir. Bu, bir kalsiyum iyonları deposudur ve bu ağın zarları, büyük miktarda kalsiyumu sitoplazmaya püskürtebilen veya onu saniyenin yüzde biri içinde ağ kanallarının boşluklarına taşıyabilen güçlü kalsiyum pompaları içerir;
• lipit sentezi, kolesterol ve steroid hormonları gibi maddeler. Steroid hormonları esas olarak gonadların ve adrenal bezlerin endokrin hücrelerinde, böbrek ve karaciğer hücrelerinde sentezlenir. Bağırsak hücreleri, lenf içine ve sonra kana atılan lipitleri sentezler;

detoksifikasyon işlevi– eksojen ve endojen toksinlerin nötralizasyonu;

örnek 1

Böbrek hücreleri (hepatositler), fenobarbitali yok edebilen oksidaz enzimleri içerir.

organel enzimleri görev alır glikojen sentezi(karaciğer hücrelerinde).

Kaba (granüler) endoplazmik retikulumun işlevleri

Listelenenler dışındaki granüler endoplazmik retikulum için ortak fonksiyonlar, ayrıca özel olanlar da var:

• protein sentezi TPP'de bazı özelliklere sahiptir. Daha sonra ES zarlarına bağlanan serbest polisomlarda başlar.
• Granüler endoplazmik retikulum şunları sentezler: hücre zarının tüm proteinleri (bazı hidrofobik proteinler, mitokondri ve kloroplastların iç zarlarının proteinleri hariç), zar organellerinin iç fazının spesifik proteinlerinin yanı sıra taşınan salgı proteinleri. hücre ve hücre dışı boşluğa girin.
• proteinlerin çeviri sonrası modifikasyonu: hidroksilasyon, sülfasyon, fosforilasyon. Önemli bir süreç, zara bağlı enzim glikosiltransferazın etkisi altında meydana gelen glikosilasyondur. Glikosilasyon, maddelerin hücrenin belirli bölümlerine (Golgi kompleksi, lizozomlar veya plazmalemma) salgılanmasından veya taşınmasından önce gerçekleşir.
• maddelerin taşınması ağın intramembran kısmı boyunca. Sentezlenen proteinler, ES aralıkları boyunca hücreden maddeleri uzaklaştıran Golgi kompleksine hareket eder.
• granüler endoplazmik retikulumun tutulumu nedeniyle Golgi kompleksi oluşur.

Granüler endoplazmik retikulumun işlevleri, ribozomlarda sentezlenen ve yüzeyinde bulunan proteinlerin taşınması ile ilişkilidir. Sentezlenen proteinler ER'ye girer, bükülür ve üçüncül bir yapı kazanır.

Tanklara taşınan protein, yol boyunca önemli ölçüde değişir. Örneğin fosforile edilebilir veya bir glikoproteine ​​dönüştürülebilir. Bir protein için olağan yol, granüler ER'den Golgi aparatına kadardır, buradan ya hücreden çıkar ya da aynı hücrenin lizozomlar gibi diğer organellerine girer) ya da depolama granülleri olarak biriktirilir.

Karaciğer hücrelerinde, hem granüler hem de granüler olmayan endoplazmik retikulum, daha sonra hücreden çıkarılan toksik maddelerin detoksifikasyon süreçlerinde yer alır.

Dış plazma zarı gibi, endoplazmik retikulum da seçici geçirgenliğe sahiptir, bunun sonucunda retikulum kanallarının içindeki ve dışındaki maddelerin konsantrasyonu aynı değildir. Hücrenin işlevi için önemlidir.

Örnek 2

Kas hücrelerinin endoplazmik retikulumunda, sitoplazmasından daha fazla kalsiyum iyonu vardır. Endoplazmik retikulum kanallarını terk eden kalsiyum iyonları, kas liflerinin kasılma sürecini başlatır.

Endoplazmik retikulum oluşumu

Endoplazmik retikulumun zarlarının lipit bileşenleri, ağın kendisinin enzimleri tarafından sentezlenir, protein, zarlarında bulunan ribozomlardan gelir. Pürüzsüz (agranüler) endoplazmik retikulumun kendi protein sentez faktörleri yoktur, bu nedenle bu organelin granüler endoplazmik retikulum tarafından ribozom kaybının bir sonucu olarak oluştuğuna inanılmaktadır.

biraz tarih

Hücre, herhangi bir organizmanın en küçük yapısal birimi olarak kabul edilir, ancak aynı zamanda bir şeyden oluşur. Bileşenlerinden biri endoplazmik retikulumdur. Ayrıca EPS, prensipte herhangi bir hücrenin zorunlu bir bileşenidir (bazı virüsler ve bakteriler hariç). Amerikalı bilim adamı K. Porter tarafından 1945'te keşfedildi. Çekirdeğin etrafında birikmiş gibi olan tübül ve vakuol sistemlerini fark eden oydu. Porter ayrıca, farklı canlıların hücrelerindeki ve hatta aynı organizmanın organ ve dokularındaki EPS boyutlarının birbirine benzemediğini de kaydetti. Bunun, belirli bir hücrenin işlevlerinden, gelişim derecesinden ve farklılaşma aşamasından kaynaklandığı sonucuna vardı. Örneğin, insanlarda EPS, bağırsak hücrelerinde, mukoza zarlarında ve adrenal bezlerde çok iyi gelişmiştir.

kavram

EPS, hücrenin sitoplazmasında bulunan bir tübül, tübül, vezikül ve zar sistemidir.

Endoplazmik retikulum: yapı ve fonksiyonlar

Hücrenin diğer en önemli bileşenleri hakkında kısa bilgi

Sitoplazma: yapı ve işlevler

Hücre zarı: yapı ve işlevler

Çekirdek: yapı ve işlevler

ribozomlar

Temel protein sentezini sağlayan organellerdir. Hem hücrenin sitoplazmasının boş alanında hem de diğer organellerle (örneğin endoplazmik retikulum) kombinasyon halinde bulunabilirler. Ribozomlar pürüzlü EPS'nin zarları üzerinde yer alıyorsa (zarların dış duvarlarında olmak, ribozomlar pürüzlülük oluşturur) , protein sentezinin etkinliği birkaç kat artar. Bu, çok sayıda bilimsel deneyle kanıtlanmıştır.

Golgi kompleksi

Sürekli olarak çeşitli boyutlarda baloncuklar salgılayan birkaç boşluktan oluşan bir organoid. Biriken maddeler de hücre ve vücudun ihtiyaçları için kullanılır. Golgi kompleksi ve endoplazmik retikulum genellikle yan yana bulunur.

lizozomlar

Özel bir zarla çevrili ve hücrenin sindirim görevini yerine getiren organellere lizozom denir.

Mitokondri

Birkaç zarla çevrili ve bir enerji işlevi gören, yani ATP moleküllerinin sentezini sağlayan ve alınan enerjiyi hücre boyunca dağıtan organeller.

Plastidler. plastid türleri

Kloroplastlar (fotosentez işlevi);

Kromoplastlar (karotenoidlerin birikmesi ve korunması);

Lökoplastlar (nişastanın birikmesi ve depolanması).

Hareket için tasarlanmış organeller

Ayrıca bazı hareketler yaparlar (flagella, cilia, uzun süreçler vb.).

Hücre merkezi: yapı ve işlevler