Органоиды клетки

Органоиды клетки: функции и характеристики

Клеточный центр

Клеточный центр характерен только для клеток животных и низших растений. У высших растений он отсутствует и состоит из двух центриолей, образованных девятью триплетами микротрубочек, расположенных по окружности.

Функции:

  • Организация цитоскелета клетки
  • Участие в делении (образует нити веретена деления)

Рибосомы

Очень мелкие структуры, состоящие из двух субъединиц, в состав которых входят рРНК и белки. Рибосомы находятся на ЭПС или свободно располагаются в цитоплазме.

Функции:

  • Биосинтез белка

Цитоскелет

Цитоскелет клетки образует микротрубочки и микрофиламенты.

Микротрубочки

  • Внутриклеточные белковые производные
  • Образованы белком тубулина

Микрофиламенты

  • Самые тонкие нитевидные структуры клетки
  • Образованы белком актином

Функции:

  • Определяют форму клетки
  • Участвуют в движении
  • Участвуют во внутриклеточном транспорте
  • Процессе деления клетки

Реснички и жгутики

Относятся к органоидам движения и выступают над поверхностью клетки.

Функции:

  • Обеспечивают движение клетки

Митохондрии

Энергетическая станция клетки с двойной мембраной.

Функции:

  • Участвует в энергетическом обмене клетки
  • Синтезе АТФ

Пластиды

Бывают трех типов.

Функции:

  • Фотосинтез
  • Запас питательных веществ

Теперь у тебя есть хороший обзор основных органоидов клетки. Помни, что знание этой информации поможет тебе на ЕГЭ по биологии. Успехов!

Органоиды клетки

Органоиды клетки: типы и функции

По функциям выделяют органоиды общего и специального значения. Первые характерны для большинства эукариотических клеток.

Органоиды общего значения:

  1. Митохондрии
  2. Хлоропласты

Органоиды специального значения:

Они содержатся в клетках, выполняющих специфические функции (например, движение).

Органоиды по наличию мембраны:

Чаще органоиды классифицируют по наличию или отсутствию у них мембраны. Их разделяют на три типа:

  1. С мембраной:

    • Благородные эндомембраны
      • Эндоплазматическая сеть (ЭПС)
        • Гладкая и шероховатая (гранулярная)
        • Функции
    • Комплекс Гольджи
      • Строение
      • Функции
  2. Без мембраны:

    • Лизосомы
      • Строение
      • Функции
    • Пероксисомы
      • Строение
      • Функция

Подробнее о некоторых органоидах:

Эндоплазматическая сеть (ЭПС)

  • Структура: система канальцев и полостей, разделяющих клетку на части.
  • Виды: гладкая и шероховатая (гранулярная).
  • Функции: синтез белков, липидов, углеводов, запас ионов.

Комплекс (аппарат) Гольджи

  • Структура: трубочки, цистерны, пузырьки, около ядра.
  • Функции: сборка и сортировка макромолекул, упаковка, участие в транспорте.

Лизосомы

  • Структура: пузырьки с ферментами.
  • Функции: внутриклеточное пищеварение, разложение старых частей.

Пероксисомы

  • Структура: пузырьки с окислительно-восстановительными ферментами.
  • Функция: разложение перекиси водорода.

Клеточная вакуоль

  • Структура: крупная полость в центре клетки, заполненная клеточным соком.
  • Функции: запас воды и веществ, поддержание внутреннего давления.

Исследование органоидов клетки позволяет понять их важное значение в жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Рибосомы – это немембранные органеллы, которые отвечают за синтез белков в клетке. Они представляют собой комплексы белков и рибосомальной РНК (рРНК). Рибосомы могут находиться как в цитоплазме клетки, так и прикрепляться к эндоплазматическому ретикулуму. Различают малые и большие субъединицы рибосом, которые обеспечивают процесс синтеза белка.

Митохондрии

Митохондрии – это органеллы, ответственные за производство энергии в клетке. Они являются местом проведения клеточного дыхания, при котором отбываются энергия и образуется аденозинтрифосфат (АТФ) – основной источник энергии для клеточных процессов. Митохондрии имеют двойную мембрану и содержат свой собственный генетический материал – митохондриальную ДНК.

Цитоскелет

Цитоскелет – это система белковых нитей, которая обеспечивает форму клетки, поддерживает её механическую прочность, участвует в движении органелл и клеточных структур. Основными компонентами цитоскелета являются микротрубочки, микрофиламенты и промежуточные филаменты.

Ключевые органеллы

ОрганеллаФункция
ЯдроХранение генетического материала, контроль клеточных процессов
РибосомыСинтез белков
МитохондрииПроизводство энергии
ЦитоскелетПоддержание формы клетки и участие в движении

Рибосомы – немембранные органеллы, которые представляют собой нуклеопротеидный комплекс для синтеза белков. Они ответственны за специфическое связывание и удержание компонентов белоксинтезирующей системы, катализ, и механическое перемещение субстратов.

Функции рибосом делятся между двумя субъединицами. Большая субъединица содержит каталитический участок для синтеза пептидной связи и центр, участвующий в гидролизе гуанозинтрифосфата (ГТФ). Она также удерживает формируемую полипептидную цепь. Малая же субъединица содержит участки для связывания матричной РНК (мРНК) и аминоацил-тРНК, несет каталитические функции.

Рибосомы могут объединяться в группы, известные как полирибосомы или полисомы. Эти группы образуются в ходе синтеза белка и собираются вдоль мРНК. Рибосомы являются самыми мельчайшими клеточными органеллами с диаметром чуть больше 20 нм. Обычно их количество в клетке колеблется от 20 до 50 тыс. Местом синтеза рибосом является ядрышко.

Лейкопласты

Лейкопласты – это органеллы клеток высших растений и водорослей, участвующие в синтезе и запасании различных биологически активных веществ, таких как аминокислоты, углеводы, витамины и ароматические вещества. Они являются гетерогенными полуавтономными органеллами, окруженными двумя мембранами.

Три типа лейкопластов подразделяются по своим биохимическим свойствам. Амилопласты отвечают за запасание углеводов, элайлопласты за жиры, а протеинопласты за белки. В определенных условиях лейкопласты могут превращаться в хлоропласты.

Вакуолярная (эндомембранная) система

Эндоплазматическая сеть представлена в клетке связанными канальцами, цистернами и везикулами. Мембрана этой сети образует одну непрерывную поверхность, ограничивающую замкнутую полость. Разделение цитоплазмы мембранами позволяет эндоплазматической сети организовать пространственные процессы клеточного метаболизма.

Существует два типа эндоплазматической сети. Шероховатая эндоплазматическая сеть с рибосомами участвует в синтезе белков и модификации полипептидов. Гладкая эндоплазматическая сеть лишена рибосом и выполняет вспомогательную роль при синтезе липидов.

Комплекс Гольджи

Комплекс Гольджи – это органелла клеток, которая играет важную роль в сортировке, модификации и упаковке белков для их транспортировки по клетке. Он состоит из плоских мембранных цистерн, гранул и везикул.

Разные отделы комплекса Гольджи выполняют различные функции, такие как обработка и сортировка белков на их пути из эндоплазматической сети. Комплекс Гольджи также участвует в синтезе макромолекул и формировании лизосом.

Следует заметить, что работа SEO копирайтера требует точности, четкости и качественного контента.

Комплекс (аппарат) Гольджи – одномембранная органелла, которая предназначена для модификации белков, поступающих после их синтеза на рибосомах из шероховатой ЭПС, синтеза различных биологически активных веществ, сортировки молекул и их правильного распределения внутри клетки или выведение за её пределы. Обычно комплекс Гольджи располагается вблизи клеточного ядра и состоит из большого числа окружённых мембранами плоских мешочков (цистерн), уложенных стопками, – диктиосом. Каждая диктиосома содержит 5–30 цистерн. Число диктиосом в комплексе Гольджи разных клеток варьирует от 1 до нескольких сотен. Диктиосомы всегда окружены множеством мелких, ограниченных мембраной пузырьков (везикул), которые осуществляют транспортировку молекул по всему внутреннему пространству клетки. Комплекс Гольджи присутствует во всех эукариотических клетках, кроме эритроцитов и зрелых сперматозоидов. Кроме того, в аппарате Гольджи формируются лизосомы.

Вакуоли

Вакуоли представляют собой одномембранные структуры, различающиеся по размеру и функциям в клетках разных организмов. Вакуоли служат хранилищем питательных веществ, метаболитов, токсических веществ. В растительных клетках вакуоли участвуют в регуляции водно-солевого обмена, поддержании тургорного давления. В цитоплазме простейших находятся содержащие ферменты пищеварительные вакуоли и выполняющие функции выведения продуктов распада и регуляции осмотического давления в клетке сократительные вакуоли. В животных клетках помимо сократительных и пищеварительных вакуолей присутствуют аутофагирующие вакуоли (переваривают части самой клетки, например отдельные участки цитоплазматических мембран при делении клетки) и фагоцитозные вакуоли (активно поглощают инородные объекты – бактерии, фрагменты других клеток и т. д.).

Наиболее заметны вакуоли в клетках растений, где центральная вакуоль может занимать до 90 % общего объёма клетки. Вакуоли окружает мембрана (тонопласт). Заполняющая их жидкость (клеточный сок) представляет собой концентрированный раствор, содержащий растворённые в воде соли, сахара, аминокислоты, белки, конечные продукты обмена веществ (таннины, гликозиды, алкалоиды) и некоторые пигменты (например, антоцианы). В животных клетках вакуоли сравнительно небольшие и занимают лишь незначительную часть их объёма.

Лизосомы

Лизосомы – одномембранные органеллы животных клеток, которые отвечают за внутриклеточное пищеварение (расщепление крупных макромолекул на мелкие молекулы) и утилизацию ненужных органелл из клетки. Различают 2 типа лизосом: первичные, содержащие гидролитические ферменты (липазы, амилазы, протеазы и нуклеазы); вторичные, образующиеся в результате слияния первичных лизосом, содержащих поглощённые молекулы или органеллы. Лизосомы участвуют и в других процессах: секреции, восстановлении плазматической мембраны, передаче сигналов внутри клетки и энергетическом обмене.

Пероксисомы

Пероксисомы – окружённые одной мембраной плазматические пузырьки (0,3–15 мкм в диаметре) в клетках позвоночных, высших растений и простейших; производные эндоплазматической сети. Внутри пероксисомы находится фермент (каталаза), участвующий в производстве токсичной для организмов перекиси водорода (отсюда название), и некоторые окислительные ферменты. Возможно участие пероксисом в обмене липидов и углеводов (фотодыхание у растений, синтез глюкозы и др.).

Энергетический аппарат клетки

Митохондрии отвечают за поставку и хранение энергии в клетке, состоят из двух мембран, внешний слой которых гладкий, а внутренний слой имеет складчатые и пальцеобразные структуры, называемые кристами. Митохондрии содержат множество ферментов, участвующих в процессе биологического окисления (тканевого, или клеточного, дыхания), в результате которого образуется богатое энергией соединение – аденозинтрифосфат (АТФ), служащее основным источником энергии для всех протекающих в клетке процессов. В дополнение к этим ферментам митохондрии также содержат одно- или двухцепочечную митохондриальную ДНК (мтДНК), которая способна продуцировать 10 % белков, присутствующих в митохондриях. Обычно митохондрии скапливаются в тех участках цитоплазмы, где возникает потребность в энергии.

Хлоропласты

Хлоропласты – двумембранные органеллы (пластиды) растительных клеток, в которых протекает фотосинтез. Окрашены в зелёный цвет благодаря присутствию в них зелёных пигментов – хлорофиллов. У высших растений хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы диаметром около 5 мкм. Обычно в одной клетке содержится до 50 хлоропластов, а на 1 мм2 листа их может быть около 500 тыс. Основная структурная единица хлоропласта – тилакоид – представляет собой уплощённый дисковидный мешочек, ограниченный однослойной мембраной. В нём содержатся хлорофиллы и другие (вспомогательные) пигменты, а также ферменты, принимающие участие в фотохимических реакциях фотосинтеза. Тилакоиды собраны в группы (граны), напоминающие стопки монет. Всё пространство между гранами заполнено бесцветным веществом – стромой, в которой помимо множества различных ферментов находится пластидная ДНК (отличная от ядерной ДНК), различные типы РНК и рибосомы. Деление хлоропластов происходит независимо от деления клеток.

Цитоскелет

Цитоскелет – совокупность внутриклеточных структур, составляющих опорно-двигательный аппарат клетки. Он обеспечивает пространственную организацию цитоплазмы и определяет форму клетки (например, форма уплощённого двояковогнутого эритроцита поддерживается при помощи специальных белковых перегородок, взаимодействующих с клеточной мембраной). С его помощью осуществляется захват и поглощение клеточной поверхностью жидкости (эндоцитоз) или выведение жидкости из клетки (экзоцитоз), захват твёрдых частиц (фагоцитоз), мышечное сокращение, перемещение органелл внутри клетки, движение самих клеток и т. д. Цитоскелет играет важную роль при перемещении клеток в развивающемся зародыше животных, участвуя таким образом в создании структуры тканей и формы органов.

Компоненты цитоскелета представлены нитевидными комплексами из белков – филаментами, которые подразделяют на 3 основных типа, различающихся по химическому составу, ультраструктуре и функциональным свойствам: микрофиламенты, микротрубочки и промежуточные филаменты.

Микрофиламенты образуют сеть непосредственно под плазматической мембраной, взаимодействуют со многими её белками. Сокращение микрофиламентов происходит и в ходе деления клетки путём митоза, когда они собираются в экваториальной плоскости клетки и образуют сократительное кольцо, перешнуровывающее её на две части.

Микротрубочки представляют собой полые цилиндры диаметром около 25 нм и состоят в основном из одного белка – тубулина. В клетках животных рост микротрубочек начинается в определённом участке цитоплазмы, расположенном вблизи ядра, – клеточном центре. У растений такие центры обнаруживаются только во время деления клетки. В середине клеточного центра под прямым углом друг к другу расположены два тельца – центриоли. Каждая центриоль представляет собой цилиндр, стенки которого состоят из сросшихся микротрубочек. У растений центриоли отсутствуют. Микротрубочки берут на себя роль своеобразных рельсов, по которым происходит перемещение различных органелл в клетке. Наряду с другими компонентами цитоскелета они определяют её форму. Сами микротрубочки к сокращениям не способны, но служат обязательной частью таких клеточных структур, как реснички и жгутики, а также входят в состав веретена деления клетки, где во время митоза они обеспечивают движение хромосом.

Промежуточные филаменты служат жёсткой основой клеткам, подвергающимся значительным физическим нагрузкам. Они являются структурной основой волос, придают жёсткость структурам типа нервных волокон и т. д. Это самые долгоживущие и устойчивые элементы цитоскелета, не способные к быстрой сборке и распаду.

Опубликовано 26 октября 2023 г. в 14:56 (GMT+3). Последнее обновление 26 октября 2023 г. в 14:56 (GMT+3).

Органоиды клетки

Органоиды клетки

Эндоплазматическая сетьРис. 4. Эндоплазматическая сеть Внутри эукариотической клетки мы видим сложные мембранные системы, образующие клеточные органеллы. Прежде всего, это эндоплазматическая сеть, или эндоплазматический ретикулум. Он представляет собой систему мембран, образующих соединенные между собой цистерны, полость которых не сообщается с окружающей цитоплазмой. Различают два вида эндоплазматического ретикулума: гладкий и шероховатый. На шероховатом расположены многочисленные гранулы, представляющие собой рибосомы. Они находятся снаружи полости, с цитоплазматической стороны, и синтезируют белки, которые по специальному каналу сразу направляются в полость ретикулума или встраиваются в его мембрану.На гладком ретикулуме расположены ферменты, синтезирующие мембранные липиды. Таким образом, эндоплазматический ретикулум образует все компоненты, нужные для образования мембран (то есть роста их площади). От эндоплазматического ретикулума отделяются мембранные пузырьки, внутри которых белки, синтезированные на шероховатом ретикулуме, переносятся в следующую органеллу — аппарат, или комплекс, Гольджи.

Органоиды клетки

Аппарат ГольджиАппарат, или комплекс, Гольджи — система уплощенных мембранных цистерн, основная функция которых — сортировка и модификация (прежде всего гликозилирование) белков, направляемых на экспорт из клетки или встроенных в мембрану. Каждая группа белков, синтезированных на шероховатом ретикулуме, собирается в определенном участке на периферии аппарата Гольджи. В этих участках от него отделяются мембранные пузырьки, часть из которых дает начало клеточным органеллам, таким как лизосомы. Другая направляется к цитоплазматической мембране, сливается с ней и выделяет свое содержимое наружу. Таким образом осуществляется секреция из клетки таких белков, как пищеварительные ферменты, гормоны, белки межклеточного матрикса и гликокаликса.Рис. 5. Аппарат Гольджи

Органоиды клетки

Вакуо́ль (лат. vacuus — пустой) — большая одномембранная органелла в центральной части растительной клетки (также есть в животных и грибных клетках, но размер их вакуолей значительно меньше), заполненная клеточным соком; содержится в некоторых эукариотических клетках. Мембрана, в которую заключена вакуоль, называется тонопласт, а содержимое вакуоли — клеточный сок. Клеточный сок состоит из воды и растворенных в ней веществ, а также из моносахаридов, дисахаридов, танинов, углеводов, неорганических веществ (нитраты, фосфаты, хлориды и др.) и органических кислот.Различают пищеварительные и сократительные (пульсирующие) вакуоли, регулирующие осмотическое давление и служащие для выведения из организма продуктов распада.

Органоиды клетки

ЛизосомыЛизосомы представляют собой мембранные пузырьки, внутри которых находятся гидролитические ферменты, расщепляющие белки, жиры, полисахариды. В лизосомах кислая среда (рН 4,5–5,0), что отличает их от других органелл клетки. Эта среда создается действием специального фермента — Н+- АТФазы, перекачивающей протоны из цитоплазмы в лизосомы. Лизосомы выполняют функцию клеточного пищеварения, расщепляя отработавшие компоненты клетки или вещества, поглощенные в результате фагоцитоза и пиноцитоза.Рис.6. Лизосома

Органоиды клетки

РибосомыРибосомы представляют собой мелкие органеллы, состоящие из рибосомных РНК (рРНК) и рибосомных белков. Они видимы в электронный, но не световой микроскоп, т. к. имеют размеры порядка. Функция рибосом — биосинтез белка. Работающая рибосома включает в себя 2 субъединицы — большую и малую. Они соединяются при синтезе белка. До начала синтеза белка субъединицы должны быть диссоциированы, то есть плавать в цитоплазме отдельно друг от друга. Они могут быть и соединены, но начать синтез белка могут, только предварительно разъединившись. Рис. 1. Структура рибосомы Рибосомы про- и эукариот различаются по форме и массе. Экспериментально это можно установить путем центрифугирования. Константа седиментации — величина, характеризующая скорость осаждения частиц (измеряется в S — единицах Сведберга). Как правило, у частиц большего размера константа седиментации больше, но она зависит и от формы частицы.

Органоиды клетки

Клеточный центр. ЦентриолиВ клетке микротрубочки радиально (звездообразно) расходятся в стороны от клеточного центра, где находятся центры организации микротрубочек.В клетках животных в клеточном центре находятся парные образования, называемые центриолями. Центриоли представляют собой полые цилиндры, расположенные перпендикулярно друг другу. Эти цилиндры построены из микротрубочек. В каждом из них 9*3 — 9 триплетов, то есть троек, микротрубочек. В клетках растений и высших грибов центриолей нет. Рис. 3. Клеточный центрНачало сборки микротрубочек из тубулиновых димеров происходит в клеточном центре. Микротрубочки составляют основу жгутиков и ресничек. По ним осуществляется транспорт клеточных органелл.Клеточный центр способен удваиваться — каждая из центриолей достраивает возле себя дочернюю. Два образовавшихся клеточных центра расходятся и становятся полюсами так называемого веретена деления, организуя микротрубочки, которые растаскивают хромосомы эукариот по двум дочерним клеткам.Центриоли также обязательно находятся в основании жгутиков и ресничек эукариот. Такие центриоли называются базальным телом жгутика или реснички.

Органоиды клетки

ЦитоскелетЭукариотическую клетку пронизывает система структур, называемая цитоскелетом. Он выполняет функции опоры, поддержания формы клетки, движения (как всей клетки, так и различных грузов внутри нее, в том числе пузырьков и органелл). Цитоскелет эукариотической клетки включает белковые волокна 3 типов: микротрубочки;актиновые нити (тонкие филаменты);промежуточные филаменты.Рис. 2. Три типа цитоскелетных нитей, слева направо: актиновые филаменты (микрофиламенты), промежуточные филаменты, микротрубочкиМикротрубочкиСамые толстые из цитоскелетных нитей — микротрубочки, их диаметр порядка 25 нм. Это полые трубки, которые построены из димеров белка тубулина (от лат. «тубула» — трубочка), уложенных по спирали.ТубулинМикротрубочка имеет плюс-конец, на котором преимущественно происходит ее рост, и минус-конец, где преимущественно происходит разборка. Чтобы микротрубочка не разбиралась с минус-конца, она должна быть прикреплена к центру организации микротрубочек, который блокирует минус-конец и не дает микротрубочке разбираться. Микрофиламенты — актиновые нитиВторой вид — микрофиламенты, построенные из глобул белка актина, связанного с АТФ. Диаметр микрофиламентов — порядка 6 нм, это самые тонкие цитоскелетные нити.Актиновые нити не организованы радиально вокруг центра, как микротрубочки, а образуют трехмерную сеть, особенно плотную под мембраной клетки. Они необходимы для поддержания формы поверхности клетки (субмембранный кортекс). Сборка и разборка актинового цитоскелета лежит в основе амебоидного движения, ползания клетки по субстрату, циркулярного движения цитоплазмы у растений.По актину способны перемещаться («ходить») моторные белки — миозины. Актиново-миозиновые сократимые комплексы обеспечивают деление клетки животных и некоторых простейших путем перетяжки, а также сокращение всех видов мышц (гладких и поперечно-полосатых).Промежуточные филаментыТретий вид волокон – промежуточные филаменты. Они называются так потому, что имеют диаметр около 10 нм — промежуточный между актиновыми нитями и микротрубочками.Белковый состав промежуточных филаментов тканеспецифичен. Например, к ним относятся белки кератины, характерные для эпителиев и входящие в состав роговых производных эпидермиса. Другие белки промежуточных филаментов — десмин, виментин, а также ламины — белки внутренней выстилки ядерной оболочки.Важно отметить, что все мономеры промежуточных филаментов — фибриллярные белки, то есть белки, молекула которых имеет вид волокна вытянутой структуры. Этим они отличаются от микротрубочек и микрофиламентов, мономеры которых — глобулярные (округлые) белки актин и тубулин.Промежуточные филаменты стабильны (в отличие от динамичных микротрубочек и тонких филаментов, которые подвержены постоянной сборке-разборке) и в основном отвечают за поддержание формы клеток. Участие в движениях для них нехарактерно. В клетке все эти типы цитоскелета существуют параллельно и функционируют координированно.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *