Строение и функции клетки. Цитоплазма и её органоиды

Цитоплазма
Гиалоплазма (цитозоль)
органоиды
включения

основное вещество цитоплазмы, коллоидный раствор различных солей и органических веществ
Гиалоплазма (цитозоль)

Химический состав цитоплазмы
Вода
(иногда до 70% сухой массы)
липиды
другие органические соединения
Неорганические соединения
- 60-90%
Белки
- 2-3%
- 1,5%
- 1,5%
-10 - 20%

Объединение всех компонентов клетки в единую систему
Среда для прохождения многих биохимических и физиологических процессов
Участвует в передвижении веществ
Функции цитоплазмы

Поддерживает тургор клетки
Механическая функция за счет цитоскелета – системы белковых нитей в цитоплазме

постоянные, обязательно присутствующие структуры цитоплазмы, выполняющие определенные функции
Органоиды

Органоиды
одномембранные
двумембранные
немембранные
ЭПС
комплекс Гольджи
лизосомы
митохондрии
пластиды
рибосомы
клеточный центр
органоиды движения
вакуоли

одномембранные органоиды

Эндоплазматическая сеть
(ретикулум)- ЭПС (ЭПР)
1945 г. Портер, Клод и Фуллман обнаружили в клетках тончайшую сеточку.

система мембран, формирующих каналы, соединенных друг с другом .
ЭПС с одной стороны связана с плазматической мембраной, с другой - с ядерной мембраной
Эндоплазматическая сеть (ретикулум)- ЭПС (ЭПР)

Виды эндоплазматической сети
шероховатая (гранулярная)
гладкая
на поверхности содержит рибосомы
мембраны не содержат рибосом

Транспорт веществ из одной части клетки в другую, транспорт и накопление ионов в клетке, резервуар ионов кальция.
Разделение цитоплазмы клетки на компартменты («отсеки»)
Функции эндоплазматической сети

Синтез белка на рибосомах и его транспорт (гранулярная ЭПС)
Синтез и транспорт углеводов и липидов (гладкая ЭПС)

В 1898 г. Камилло Гольджи
стопки уплощенных «цистерн» с расширенными краями и система пузырьков
стопка состоит из 4 – 6 «цистерн» - диктиосома
Комплекс Гольджи (аппарат Гольджи)
обычно расположен около клеточного ядра.
Хорошо развит в секреторных клетках.

Накопление белков, липидов, углеводов
Модификация углеводов, липидов, белков.
Вещества «упаковываются» в пузырьки
Место образования лизосом, пероксисом, содержащих окислительные ферменты.
Участвует в построении клеточной стенки у растений
Транспорт модифицированных продуктов биосинтеза.
Функции комплекса Гольджи

мелкие пузырьки, окруженные одинарной мембраной, заполненные ферментами
Лизосомы
Содержимое лизосом имеет кислую реакцию. Эти ферменты должны быть изолированы от всех клеточных компонентов и структур, иначе они их разрушают.

переваривание органических веществ (гидролитическое расщепление), попавших в клетку при фагоцитозе и пиноцитозе
Уничтожение ненужных клеточных и неклеточных структур
Функции лизосом
«Lisis» (лат) - расщепление

Сначала эти структуры окружаются одинарной мембраной, отделяющейся обычно от гладкого ЭПР, а затем мембранный мешочек сливается с первичной лизосомой, образуется вторичная лизосома или автофагическая вакуоль, в которой структура переваривается.
Автолиз – это саморазрушение клеток, наступающее в результате высвобождения содержимого ее лизосом.
Автофагия – процесс уничтожения ненужных клеточных структур.

Вакуоли растительных клеток
Развитие вакуолей начинается с момента образования клетки после деления.
Из мелких пузырьков, отделившихся от ЭПР, возникают мелкие центральные вакуоли.
Они постепенно увеличиваются в объеме, сливаются друг с другом, оттесняя цитоплазму вместе с органоидами и ядро клетки к периферии.
Полностью развитые растительные клетки обычно содержат одну крупную центральную вакуоль, окруженную полупроницаемой мембраной - тонопластом.

Самая важная функция вакуолей – это формирование внутриклеточного давления и поддержание осмотического равновесия в растительной клетке.

двумембранные органоиды

Наружная мембрана – гладкая, внутренняя – образует складки – кристы
Внутреннее пространство заполнено матриксом
В матриксе - кольцевая ДНК, и-РНК, рибосомы, ферменты
Митохондрии

способны автономно размножаться путем деления надвое
Свойства митохондрий

Источники энергии -органические вещества, окисляющиеся под действием ферментов до CO2 и H2O
Функции митохондрий
Энергетический центр клетки
Синтез АТФ

Митохондрии произошли от древних свободноживущих аэробных прокариотических организмов, которые проникнув в клетку хозяина, образовали с ней симбиотический комплекс
Гипотеза происхождения митохондрий (гипотеза симбиогенеза)

митохондриальная ДНК замкнута в кольцо, не связана с белками, как и у бактерий
митохондриальные рибосомы и рибосомы бактерий относятся к одному типу.
механизм деления митохондрий сходен с таковым бактерий.
Доказательства гипотезы симбиогенеза

характерны только для растительных клеток
Пластиды
Хлоропласты (зеленые)
Хромопласты (желтые, красные)
Лейкопласты (бесцветные)

Наружная мембрана гладкая, внутренняя -складчатая
Складка внутренней мембраны - тилакоид
Группа тилакоидов, уложенных как стопка монет – грана
(в среднем 40 -60 гран)
Хлоропласты

Граны связаны уплощенными каналами – ламеллами
В мембранах тилакоидов содержится хлорофилл
Внутреннее пространство хлоропласта заполнено стромой
В строме - кольцевидная ДНК,
мелкие рибосомы,
ферменты, зерна крахмала

способны к размножению путем деления
Содержатся в клетках зеленых частей растений, особенно много в листьях и зеленых плодах
Могут преобразовываться в хромопласты
Функция: фотосинтез
Свойства и функции хлоропластов

Содержатся в клетках зрелых плодов, лепестков, осенних листьев, редко – корнеплодов
Функция: окрашивание цветков и плодов для привлечения опылителей и распространения семян
Хромопласты
В строме пигменты- каротиноиды,
придающие желтую, красную
или оранжевую окраску

пигменты отсутствуют
Функция: синтез, накопление и хранение запасных питательных веществ
На свету преобразовываются в хлоропласты
Лейкопласты

немембранные органоиды

Состоят из двух субъединиц – большой и малой
Химический состав рибосом: белки и рРНК
Функция: синтез белка
Рибосомы

Во время биосинтеза рибосомы могут объединяться в комплексы – полирибосомы (полисомы)
Образуются субъединицы рибосом в ядрышке. Объединение в целую рибосому происходит в цитоплазме
свойства рибосом

В бактериальной клетке содержится до 10 000 рибосом;
в эукариотической клетке число их в несколько раз больше.

Состоит из двух центриолей (диплосома) и центросферы.
Центриоль – цилиндр, образованый девятью группами из трех слившихся микротрубочек.
Центриоли расположены под прямым углом друг к другу
Вокруг центриолей – особая зона – центросфера из дополнительных микротрубочек.
характерен для клеток животных и низших растений. Их нет у высших растений, низших грибов и некоторых простейших.
Клеточный центр

Участвует в делении клеток
Перед делением центриоли расходятся к полюсам, формируют веретено деления
Обеспечивает расхождение хромосом к полюсам клетки
Функции клеточного центра

окружено двуслойной пористой мембраной
Ядро
Ядра имеются во всех эукариотических клетках, за исключением зрелых члеников ситовидных трубок флоэмы и зрелых эритроцитов млекопитающих.

Содержит:
Хроматин
Одно или несколько ядрышек
Различные белки, свободные нуклеотиды
Ядерный сок (кариоплазма, нуклеоплазма)

имеет вид глыбок, гранул, нитей
Химический состав :
ДНК (30-45 %) и белки
различают:
Гетерохроматин
Эухроматин
хроматин

–
генетически неактивный, имеет вид глыбок, интенсивно окрашивается (конденсированный хроматин)
–
генетически активный. В световой микроскоп не различим, слабо окрашивается (деконденсированный хроматин)
Гетерохроматин
Эухроматин

Во время деления клетки хроматин преобразуется в хромосомы

В клетках тела человека 46 хромосом
Хромосомы
нитчатые образования
из ДНК и белка,
отвечающие за хранение наследственной информации

округлое плотное тельце, погруженное в ядерный сок
Состоит из белка и РНК
В ядрышке образуются субъединицы рибосом
Ядрышко