Оргоноиды

Органоиды

Современная цитология относит к органоидам клетки рибосомы, эндоплазм этическую  сеть, комплекс Гольджи, митохондрии, клеточный центр, пластиды, лизосомы. Рибосомы (рис. 5) - небольшие сферические тельца,

имеющие размеры  от 150 до 350 А. Они описаны сравнительно недавно

 благодаря  применению электронного микроскопа  в исследования 

клеточных структур. Рибосомы расположены в  цитоплазматическом

 матриксе, а также связаны с мембранами эндоплазматической сети. Рибо-

сомы любых  организмов - от бактерий до млекопитающих - характеризу-

ются сходством структтуры и состава. В состав входит белок и РНК.

   Наибольшее  количество рибосом обнаружено  в клетках интенсивно 

размножающихся  тканей. На рибосомах осуществляется синтез белка.

Каждая из рибосом состоит из двух неравных частей - субъединиц. А (ангстрем) - единица  длины, равная одной десятимиллионной доле миллиметра.

В меньшую  субъединицу молекулами РНК доставляются аминокислоты, а растущая белковая цепочка локализуется в большей  субъединице.

Рибосомы  обычно объединены в группы - полисомы (или полирибосомы); чем обеспечивается, по видимому, согласование их деятельности.

Эндоплазматическая  сеть, или вакуолярная система, обнаружена в

клетках всех растений и животных, подвергнутых исследованию под

электронным микроскопом. Она                    представляет собой систему мембран,

формирующих сеть канальцев и  цистерн. Эндоплазм  этическая сеть имеет большое  значение в процессах внутриклеточного обмена, так как увеличивает площадь  «внутренних поверхностей» клетки, делит ее на части, отличающиеся

  физическим  состоянием и химическим составом, обеспечивает изоляцию ферментных  систем, что в спою очередь  необходимо для их последовательного  вступления в согласованные реакции.  Непосредственным продолжением  эндоплазматической сети является  ядерная мембрана, отграничивающая  ядро от цитоплазмы, и цитоплазматическая  мембрана, расположенная на периферии  клетки.

В совокупности внутриклеточные канальцы и цистерны образуют целостную систему, канализирующую клетку и называемую некоторыми исследователями  вакуолярной системой. Наиболее развита вакуолярная система в клетках с интенсивным обменом веществ. Предполагают ее участие в активном перемещении жидкостей внутри клетки.

Часть мембран  несет на себе рибосомы. В некоторых  специальных, лишенных гранул, вакуолярных образованиях происходит синтез жиров, В других - гликогена. Ряд частей эндоплазматнческой сети связан с комплексом Гольджн (см, ниже) н имеет, по-видимому, отношение к выпол­няемым им функциям.

Образования вакуолярной системы очень лабильны и могут меняться в зависимости от физиологического состояния клетки, характера обмена и при дифферснцировке.

Комплекс  Гольджи (рис. 6) виден в световом микроскопе как специфический дифференцированный участок цитоплазмы. В клетках высших животных он представляется состоящим из сеточки,, иногда в виде скопления чешуек, палочек и зернышек. Электронномикроскопические ис­следования позволили убедиться, что комплекс Гольджи построен также из мембран и напоминает строку полых рулонов, положенных друг на друга. В клетках растений и беспозвоночных животных комплекс Гольджи удалось обнаружить лишь с помощью электронного микроскопа и

доказать, что  он образован небольшими тельцами -диктиосомами,

рассеянными по всей цитоплазме.        

Полагают, что  основная функция комплекса Гольджи - концентрация, обезвоживание и уплотнение продуктов внутриклеточной секреции и веществ» 'поступивших извне, предназначенных для выведения из клетки.

Митохондрии (от греч. mitos - нить, chondros - зернышко)-органоиды в виде гранул, палочек, нитей, видимых в световом микроскопе (рис. 7). Величина митохондрий сильно колеблется, достигая максимально в длину 7

                                

Митохондрии встречаются во всех клетках растений   и животных. Число их в клетках, выполняющих различную функцию, неодинаково и колеблется от 50 до 5000. Электронная микроскопия дала возможность изучить детали строения митохондрий. Стенка митохондрии состоит из двух мембран: наружной и внутренней; последняя имеет выросты внутрь - гребни или кристы, делящие митохондрию на отсеки. Основная функция митохондрий» выясненная., благодаря выделению их из клетки с помощью метода фракционного центрифугирования, это превращение энергии различных соединений в_энергию фосфатных связей (АТФ - аденозинтрифосфат и АДФ - аденозиндифосфат). В таком состоянии энергия становится наиболее доступной для использования в жизнедеятельности клетки, в частности для синтеза веществ.

Пути образования  новых митохондрии до сих пор  неясны. Картины, видимые в световой микроскоп, говорят в пользу того, что митохондрии могут размножаться путем перешнуровки или почкования и что при делении клетки они более или менее равномерно распределяются между дочерними клетками. Создается убеждение, что между митохондриями клеток различных генераций существует преемственность. Работы по­следних лет свидетельствуют о наличии в митохондриях дезоксирибону-клеиновой кислоты (ДНК).

Клеточный центр (центросома) (рис. 8)-органоид, отчетливо  видимый в световой микроскоп  и состоящий из одной или двух мелких гранул - центриолей. С помощью  электронного микроскопа установлено, что каждая центриоль - это цилиндрическое тельце длиной 0,3-0,5 м и ди­аметром около 0,15 р. Стенки цилиндра состоят из 9 параллельно расположенных трубочек. От центриолей под углом отходят отростки, ко­торые, по-видимому, являются дочерними центриолями.

Клеточный центр иногда занимает геометрический центр клетки (откуда происходит название органоида); чаще же он оттеснен ядром  или включениями к периферии, но обязательно располагается вблизи ядра по одной оси с центром  ядра и центром клетки.

                                 

 Активная  роль клеточного центра обнаруживается  при делении клетки. По-видимому, с его структурами связаны  участки цитоплазмы, способные к  активному движению. В этом убеждает  то обстоятельство, что у основания  органоидов клетки, выполняющих  функцию движения, находится образование  сходное с центриолью. Такая структура  свойственна блефаропластам простейших (из класса жгутиковых), базаль-ньгм тельцам у основания ресничек в специальных эпителиальных клетках многоклеточных, у основами хвостового отдела сперматозоида. Такие органоиды получили название кинетосом от греч. kinetikos- относящийся к движению, soma - тело).

                                              

Пластиды - органоиды, характерные для клеток растений и отсутствующие в клетках  животных. Не имеют пластид также  клетки грибов, бактерий и сине-зеленых  водорослей. В клетках листа цветковых  растений насчитывается от 20 до 100 пластид, Размеры их колеблются от 1 до» 12 μ. В  световом микроскопе пластиды (рис 9) имеют   вид палочек, чешуек, зерен. Пластиды обладают различной окраской (пигментом) или

 бесцветны.  В зависимости от характера  пигмента различают хлоропласты  (зеленого цвета), хромопласты (желтого,  оранжевого и красного цвета). Одни виды пластид могут переходить  в другие. Хлоропласты характерны  для зеленых клеток растений, в них осуществляется «фотосинтез.  Хромопласты определяют окраску  плодов, лепестков цветов и других  окрашенных частей растений. Тонкое  строение пластид, в частности  хлоропластов высших растений, изучено  с помощью электронной микроскопии.  Хлоропласт имеет двойную наружную  мембрану. Внутренняя структура  также состоит из мембран, между  которыми находятся граны. Они  представляют собой зерна, образованные  плотно прилегающими друг к  другу мешочками из двойных  мембран. Хлоропласты, по-видимому, могут размножаться делением.  Обращает на себя внимание, что  пластиды ранних стадий развития - пропластиды - напоминают митохондрии с малым числом крист.

                                            

 Сходство  в структуре между хлоропластами  и митохондриями, очевидно, обусловлено  значительным сходством их функций.  Как говорилось выше, в митохондриях  происходит трансформация энергии,  освобождающейся в результате  диссимиляции. В хлоропластах происходит  фотосинтез (см. ниже), сопровождающийся  трансформацией солнечной энергии  в химическую. 

Лизосомы (от греч. lysis - растворение, soma -тело)-шаровидные образования, имеющие диаметр от 0,2 до 0,8 μ. В лиэосомах содержатся ферменты, разрушающие большие молекулы сложных органических соединений, поступающих в клетку. Поступившие в клетку вещества под­готавливаются для синтеза собственных белков данной клетки. Тончайшие мембраны лизосомы изолируют их содержимое от остальной цитоплазмы. Повреждение лизосом и выход ферментов из них в цитоплазму 

приводят  к быстрому растворению (лизису) всей клетки. Пищеварительные вакуоли  в теле простейших и в фагоцитах  образуются, по-види­мому, в результате слияния лизосом.

Цитоплазматическая  мембрана поддерживает постоянство  внутренней среды клетки, отличающейся от окружающей клетку внешней среды. Цитоплазматическая мембрана принимает  непосредственное участие в процессах  обмена клетки сор средой - поступлении  веществ в клетку и выведении их из клетки. В тканях растений между соседними клетками образуются цитоплазм этические мостики- плазмодесмы. Через плазмодесмы обеспечивается связь цитоплазмы рядом лежащих клеток. Цитоплазматическая мембрана снаружи может быть покрыта, как, например, в растительных клетках, клеточной оболочкой.

                                           

 Клеточная  оболочка не является обязательной  составной частью клетки. Оболочки  в растительных клетках состоят  из клетчатки (целлюлозы) или  пектина. Наружные оболочки яйцевых  клеток морских животных и  амфибий состоят преимущественно  из муцина. Эпителиальные и некоторые  другие клетки покрыты снаружи  веществами, содержащими гиалуроновую кислоту. Предполагается, что вещества, входящие в состав клеточной оболочки, выделяются клеточной поверхностью.

Клеточные оболочки служат для соединения клеток друг с другом, для концентрации определенных веществ на поверхности  клетки, а также могут выполнять  другие функции. 

Включения

Включения представляют собой   продукты   жизнедеятельности  клетки:

Ими могут  быть плотные частицы - гранулы, жидкие капли - вакуоли, а также кристаллы. Некоторые вакуоли и гранулы  окружены мембранами. В зависимости  от выполняемых функций включения  условно делят на три группы: трофического, секреторного и специального значения.

Включения трофического значения - это капельки жира, гранулы крахмала, гликогена, белка. В небольших количествах  они присутствуют во всех клетках  и используются в процессе ассимиляции. Но в некоторых специальных клетках  они накапливаются в большом  количестве. Так, много крахмальных  зерен в клетках клубней картофеля, гранул гликогена- в клетках печени. Количественное содержание этих включений меняется в зависимости от физиологического состояния клетки и всего организма. У голодного животного клетки печени содержат значительно меньше гликогена, чем у сытого.

Включения секреторного значения образуются преимущественно  в клетках желез и предназначены  для выделения из клетки. Количество этих включений в клетке также  зависит от физиологического состояния  организма. Так, клетки поджелудочной  железы   голодного   животного  богаты каплями секрета, а сытого - бедны ими.

Включения специального значения встречаются  в цитоплазме высоко-дифференцированных клеток, выполняющих специализированную функ­цию, Примером их может служить гемоглобин, диффузно рассеянный в эритроцитах.

Мембранный  принцип строения внутриклеточных  структур

При изучении различных клеток животных, растений и бактерии всегда обнаруживается, что клеточные органоиды имеют  в основе своей мем­бранные структуры. Они характерны для зндоплазматической сети, комплекса Гольджи, оболочек и крист митохондрий, пластид, ядерной обо­лочки и клеточной мембраны. По современным представлениям элементарная мембрана является универсальной структурной единицей клеточных органоидов. Как показали химические исследования, рентгеноструктурный анализ, а также изучение клеток с помощью электронного микроскопа, элементарная мембрана (рис. 10) состоит из трех слоев. Толщина каждого слоя около 25 А. Оба наружных слоя состоят из плотно прилегающих друг к другу, лежащих в один ряд белковых молекул, часть которых обладает ферментативными свойствами. Средний слой составляют два ряда липидных молекул. Каждая молекула липида имеет две части: водорастворимую конневую группу (глицерин и фосфатная группа) и водонерастворимую концевую группу (жирные кислоты). В клеточных мембранах липидныс молекулы располагаются воднонерастворимыми концами друг к другу, а водорастворимым; концами направлены наружу, к белковым слоям.