Что такое органоид? Строение и функции органоидов. Органоиды растительной клетки. Органоиды животной клетки || Все органоиды по цитологии

2.7.1. Понятие о жизненном цикле клетки

В течение жизни
клетки в ней протекает множество важных
событий: она растёт, дифференцируется,
выполняет специальные функции, стареет
и умирает. Весь
период существования клетки, начиная
от её образования до собственного
деления или смерти, называют жизненным
циклом клетки (или клеточным циклом).

Жизненный цикл клеток разного типа
неодинаков. Для
«стабильных» и «неизменённых» клеток,
утративших в процессе развития способность
к митозу, жизненный цикл начинается их
образованием
в результате деления материнской клетки
и завершается
старением и смертью.

«Лабильные» клетки,
сохранившие во взрослом организме
способность к митозу, имеют сравнительно
короткий жизненный цикл, который
ограничен двумя последовательными
делениями и состоит
из митоза и промежуточного периода
между последовательными митозами —
интерфазы
(рис. 27).

В течение интерфазы происходят
различные внутриклеточные процессы,
одни из которых обеспечивают рост,
дифференцировку и функционирование
клетки (гетеросинтетическая интерфаза),
а другие связаны с репродукцией клетки
и с её подготовкой к митозу (автосинтетическая
интерфаза).

Рис.
27.Жизненный
цикл клетки

Прижизненные
наблюдения показали, что время
митотического деления занимает
незначительную часть жизненного цикла
клетки. Укорочение продолжительности
жизненного цикла эмбриональных клеток
по сравнению с клетками взрослого
организма происходит главным образом
за счёт резкого сокращения интерфазы,
занимающей до 90% всего времени жизненного
цикла.

Так, если в тканевых клетках
взрослого животного средняя
продолжительность митоза колеблется
от 30 минут до 3 часов, а интерфаза варьирует
в пределах 10-30 часов, то в зародыше
морского ежа на стадии
2-4 бластомеров
при длительности митоза в 28 минут
продолжительность интерфазы равна лишь
14 минутам.

Различия
продолжительности жизненных циклов
разных клеток и их неодинаковая
пролиферативная активность определяются
продолжительностью интерфазы.

2.7.2. Интерфаза

Интерфаза занимает
не менее 90% времени жизненного цикла
клетки. Она включает
три периода (рис.
27): постмитотический,
или пресинтетический (G1),
синтетический (S),
премитотический, или постсинтетический
(G2).

В клеточном цикле
существуют так называемые «сверочные
точки» (checkpoints),
прохождение которых возможно лишь в
случае нормального завершения предыдущих
этапов и отсутствия поломок.

Выделяют
по меньшей мере четыре такие точки:
точка в периоде G1,
точка в периоде S,
точка в периоде G2
и «точка проверки сборки веретена
деления» в митотическом периоде.

2.7.2.1. Постмитотический период

Постмитотический
(пресинтетический, G1)
период начинается по завершении
митотического деления клетки и
длится от нескольких часов до нескольких
дней.

Он
характеризуется интенсивным синтезом
белка и РНК, увеличением количества
органоидов
посредством деления или самосборки и,
вследствие этого, активным
ростом,
обусловливающим восстановление
нормальных размеров клетки.

В течение
данного периода синтезируются
так называемые «запускающие белки»,
являющиеся активаторами S-периода.
Они обеспечивают достижение клеткой
определённого порога (точки рестрикции
R),
после которого клетка вступает в S-период
(рис. 28).

Контроль
в переходной точке R
ограничивает возможность нерегулируемого
размножения клеток. Пройдя
точку R,
клетка переключается на регуляцию
внутренними факторами, что обеспечит
её митотическое деление.

КРис. 28.Точка
рестрикции (R)
постмитотического периодалетка может не достигнуть точкиR
и выйти из клеточного цикла, вступив в
период репродуктивного покоя (G0).

Причинами такого выхода
могут быть: 1) необходимость
дифференцироваться и выполнять
специфические функции; 2) потребность
преодолеть период неблагоприятных
условий или вредных воздействий среды;

3) необходимость восстановить повреждённую
ДНК. Из периода
репродуктивного покоя (G0)
одни клетки могут возвращаться в
клеточный цикл, а другие утрачивают эту
способность в ходе дифференцировки.

В
связи с этим понадобился безопасный
момент прекращения прохождения клеточного
цикла, которым и стала точка R.
Предполагается, что механизм регуляции
клеточного роста, включающий специфическую
точку R,
мог возникнуть из-за условий существования
или взаимодействия с другими клетками,
требующими прекращения деления.

4) Транспортную функцию;

5)функцию
движения клетки
посредством образования псевдо-, фило-
и ламеллоподий).

Поверхностный
аппарат клетки состоит из плазмолеммы
(плазматической мембраны), надмембранного
и подмембранного комплексов.

Плазмолемма
(плазматическая мембрана). Образована
в основном белками и липидами в
количественном соотношении примерно
1:1 (у прокариот в плазматической мембране
преобладают белки).

Первая
так называемая «бутербродная» модель
организации плазмолеммы предложена
в 1935 году Дж. Даниэли и Г. Дэвсоном (рис.
4). Согласно этой умозрительной по
происхождению модели, основу плазмолеммы
составляет двойной
слой липидных молекул (билипидный слой).

Последние обращены друг к другу
гидрофобными участками («хвостами»), а
внутрь и наружу — гидрофильными «головками»
молекул. Эти внутренняя
и наружная поверхности билипидного
слоя покрыты слоями белковых молекул.

Рис.
4.«Бутербродная»
модель мембраны, предложенная
Дж.
Даниэли и Т. Дэвсоном
1 – поверхностный
аппарат; 2 – цитоплазматический аппарат;
3 – ядерный аппарат.

Ультраструктурные
исследования с помощью электронного
микроскопа в середине 50-х годов подтвердили
модель Даниэли и Дэвсона: в клетках была
выявлена трёхслойная мембрана толщиной
7,5 — 11 нм, состоящая из среднего светлого
слоя и двух периферических тёмных
(электронно-плотных) слоёв.

Светлый слой
соответствовал гидрофобной части
билипидного слоя, а тёмный слой — сплошным
поверхностным слоям белка и гидрофильным
головкам липидных молекул.

Многочисленные
электронно-микроскопические исследования
конца 50-х и начала 60-х годов ХХ века
свидетельствовали в пользууниверсальности
трёхслойной организации биологических
мембран, что
нашло отражение в «теории
унитарной биологической мембраны» Дж.
Робертсона.

Однако к концу 60-х годов накопилось
достаточное количество фактов,
необъяснимых с позиций «бутербродной
модели», что повлекло разработку новых
моделей мембран, в том числе таких,
которые основывались на существовании
гидрофобно-гидрофильных взаимодействий
между липидными и белковыми молекулами.

Среди них — модель
«липопротеинового коврика» и
жидкостно-мозаичная модель С.Зингера
и Г.Николсона
(рис. 5). Согласно последней, в
состав мембраны входят белки двух
разновидно-

Рис.
5.Схема
строенияплазмолеммы:

1 – молекула
липида; 2 – липидный бислой (билипидный
слой); 3 – интегральные белки; 4 –
полуинтегральные белки;

5 — периферические
белки; 6 – гликокаликс; 7 — субмембранный
слой; 8 – актиновые микрофиламенты; 9 –
микротрубочки; 10 – промежуточные
филаменты; 11 – углеводные части молекул
гликопротеинов и гликолипидов

стей: периферические
и интегральные.
Периферические
белки связаны электростатическими
взаимодействиями с полярными головками
липидных молекул, но никогда не образуют
сплошного слоя.

Основную
роль в организации мембраны играют
глобулярные белки, которые погружены
в мембрану частично (полуинтегральные
белки).Эти белки
перемещаются в жидкой липидной фазе,
обеспечивая динамичность и лабильность
всей системы мембраны.

Мембранные
липиды.Основные
физико-химические свойства мембраны
обеспечивает
билипидный слой (липидный бислой),
который представлен главным образом
фосфолипидами, состоящими из гидрофильной
(полярной) головки и гидрофобного
(неполярного) хвоста.

Гидрофобные
цепи обращены внутрь, а гидрофильные
головки — наружу.
Наиболее распространённые из фосфолипидов
— фосфоглицериды
и сфинголипиды, в т.ч. гликолипиды.

Последние сосредоточены преимущественно
в наружном монослое и связаны с
олигосахаридными цепями, выступающими
за пределы наружной поверхности
плазмолеммы, придавая ей асимметричность.

Гликолипидам
отводится важная роль в рецепторной
функции плазмолеммы.
В состав большинства мембран входит
также стероидный липид холестерол
(холестерин).

Количество холестерола
варьирует, и этим в значительной мере
определяется
жидкостность мембраны: чем больше
холестерола, тем выше жидкостность.
Степень жидкостности мембраны зависит
также от соотношения насыщенных и
ненасыщенных остатков жирных кислот в
липидных молекулах: чем
больше в мембране остатков ненасыщенных
жирных кислот, тем выше степень её
жидкостности. Пос­ледняя оказывает
влияние на активность мембранных
ферментов.

Мембранные белки.
В отличие от липидов, во многом определяющих
барьерные свойства мембран, белки
обеспечивают выполнение важнейших
клеточных функций: регулируемого
транспорта веществ, рецепции, структурной
организации, регуляции метаболизмаи др.

Белковые
молекулы мозаично распределены в
липидном бислое и могут перемещаться
в его толще. Перемещение молекул белков
контролируется, скорее всего, клеткой.

По расположению
относительно билипидного слоя мембранные
белки разделяются на интегральные
и
периферические.Периферические
белки локализованы вне билипидного
слояи
непрочно связаны с поверхностью мембраны.

Интегральные
белки прочно связаны с липидами
и в отличие от легко экстрагируемых
периферических белков не
выделяются из мембраны без разрушения
билипидного слоя.

Интегральные белки,
погружённые в мембрану полностью,
называются собственно
интегральными белками.
Те из них, которые пронизывают
мембрану насквозь, получили название
трансмембранных
белков.

Полуинтегральные белки
характеризуются частичным погружением
в билипидный слой. Взаимодействия
между молекулами белков и липидов
различной природы (ионные, гидрофобные,
дипольные, дисперсионные и др.

) обеспечивают
устойчивость плазматической мембраны.
Молекулы мембранных белков могут
связываться с молекулами олигосахаридов,
образуя гликопротеины, которые
располагаются также и за пределами
наружной поверхности плазмолеммы.

Другая часть белков (липопротеины) имеет
боковые липидные цепи. Молекулы
олигосахаридов могут соединяться с
липидами, образуя гликолипиды. Углеводные
части гликопротеинов и гликолипидов,
придающие
поверхности клетки отрицательный заряд,
образуют основу гликокаликса.

Пос­ледний в виде рыхлого слоя умеренной
электронной плотности покрывает наружную
поверхность плазмолеммы. Углеводные
участки гликокаликса обеспечивают
распознавание соседних клеток и
межклеточного вещества, а также адгезивные
взаимодействия с ними.

В состав
гликокаликса входят также ферменты,
рецепторы гормонов и рецепторы
гистосовместимости. Мембранные рецепторы
представляют собой преимущественно
гликопротеины,
обладающие способностью высокоспецифической
связи с лигандами.

Мембранные рецепторы могут регулировать
поступление некоторых молекул в клетку,
регулировать проницаемость плазмолеммы,
превращать внешние сигналы во
внутриклеточные, а также связывать
молекулы межклеточного матрикса с
цитоскелетом.

Некоторые авторы относят
к гликокаликсу также полуинтегральные
белки, функциональные участки которых
находятся в надмембранной зоне. Слой
гликокаликса представляет собой
надмембранный комплекс поверхностного
аппарата клетки.

Подмембранный
комплекс
образован периферическим
(кортикальным) слоем цитоплазмы и
содержащимися в нём элементами цитоскелета
клетки,
включающего актиновые микрофиламенты,
а также расположенные более глубоко
промежуточные филаменты и микротрубочки.

Сокращения сети микрофиламентов,
связанных с белками плазмолеммы,
способствуют как формированию псевдоподий
и выростов цитоплазмы, так и перемещению
клетки в пространстве.

Особого внимания
заслуживает транспортная
функция
поверхностного аппарата клетки, которая
обеспечивает непрерывность взаимосвязанных
потоков вещества, энергии и информации
в клетке.

Различают
пассивный и
активный транспорт веществ.
Пассивный транспорт включает процессы,
не требующие затрат энергии, например,
простую и облегчённую диффузию.

рой пропорциональна
градиенту концентрации транспортируемых
молекул по обе стороны плазмолеммы.
Небольшие по размеру молекулы
водорастворимых веществ, а также ионы
транспортируются посредством механизмов
облегченной диффузии, включающих также
осмотические процессы, по градиенту
концентрации через каналы и ионные
поры.

Последние образуются трансмембранными
белками, претерпевающими обратимые
изменения конформации, которые могут
функционировать в механизмах как
пассивного, так и активного транспорта.

Активный
транспорт происходит с затратой энергии
и обеспечивает перенос молекул (ионов)
с помощью белков-переносчиков против
градиента концентрации (электрохимического
градиента).

В качестве примера активного транспорта
можно привести натриево-калиевый насос,
включающий белок-переносчик Na
и К ,
а также АТФазу. Он осуществляет вывод
ионов Na
из цитоплазмы за пределы клетки и перенос
ионов К
внутрь клетки. Активный транспорт
обеспечивает также поступление в клетку
глюкозы.

Транспорт в
мембранной упаковке включает эндоцитоз
(перенос веществ в клетку) и
экзоцитоз
(перенос веществ из клетки). Эндоцитоз
заключается в образовании при контакте
с клеткой какого-либо пригодного для
поглощения субстрата эндоцитозного
пузырька,
который отшнуровывается от плазмолеммы
и поступает в клетку, сливаясь затем с
лизосомой.

Разновидностями
эндоцитоза являются фагоцитоз и пиноцитоз
(рис. 6). При
фагоцитозе пузырёк формируется путём
обволакивания короткими отростками
клетки фагоцитируемой частицы диаметром

≥ 1 мкм.

В
этом процессе участвуют, кроме
поверхностного аппарата клетки, также
поверхностный (подмембранный) слой
цитоплазмы. Формирование
пиноцитозного пузырька вокруг частицы
или капельки жидкости размером менее
0,2 — 0,3 мкм (макропиноцитоз) или менее 100
нм (микропиноцитоз) происходит без
перемещения периферического слоя
цитоплазмы (рис.
7).

В процессе микропиноцитоза, не
требующем затрат энергии и осуществляемом
плазмолеммой, не участвует подмембранный
слой цитоплазмы. При значительном
понижении температуры процесс
микропиноцитоза прекращается из-за
уменьшения жидкостности (увеличения
вязкости) плазмолеммы.

Классификация органоидов

Клетки отличаются размерами и формой, а также своими функциями, но при этом они имеют сходное химическое строение и единый принцип организации. При этом вопрос о том, что такое органоид и какие это структуры, достаточно дискуссионный.

Если говорить о классификации данных компонентов клеток, то выделяют немембранные и мембранные органоиды. Немембранные — это клеточный центр и рибосомы.

В основе строения мембранных органелл лежит наличие биологической мембраны. Одномебранные и двумембранные органоиды имеют оболочку с единой структурой, которая состоит из двойного слоя фосфолипидов и белковых молекул.

помимо мембраны еще есть и внешняя целлюлозная оболочка, которую называют клеточной стенкой. Она выполняет опорную функцию.

К мембранным органеллам относится ЭПС, лизосомы и митохондрии, а также лизосомы и пластиды. Их мембраны могут отличаться только по набору протеинов.

Если говорить о функциональной способности органелл, то некоторые из них способны синтезировать определенные вещества. Так, важные органоиды синтеза — митохондрии, в которых образуется АТФ.

Рассмотрим строение и функции органоидов более подробно.

Ядро

Данная органелла чрезвычайно важна, поскольку при ее удалении клетки перестают функционировать и погибают.

Ядро имеет двойную мембрану, в которой есть множество пор. При помощи них оно тесно связывается с эндоплазматической сетью и цитоплазмой. Данный органоид содержит хроматин — хромосомы, которые являются комплексом протеинов и ДНК.

Жидкая часть ядра называется кариоплазмой. В ней содержатся продукты жизнедеятельности структур ядра. Наиболее плотная зона — ядрышко, в котором размещаются рибосомы, сложные белки и РНК, а также фосфаты калия, магния, цинка, железа и кальция.

Эндоплазматическая сеть (ретикулум)

ЭПС — одномембранный органоид. Он занимает половину объема клетки и состоит из канальцев и цистерн, которые связаны между собой, а также с цитоплазматической мембраной и внешней оболочкой ядра.

Эндоплазматический ретикулум бывает гладким и гранулярным (шероховатым). На внутренней оболочке гранулярной ЭПС размещаются рибосомы, в которых проходит синтез протеинов.

Все вещества, которые образуются в эндоплазматической сети, переносятся по системе канальцев и трубочек к местам назначения, где накапливаются и впоследствии используются в различных биохимических процессах.

Учитывая синтезирующую способность ЭПС, шероховатый ретикулум размещается в клетках, основная функция которых — образование протеинов, а гладкий — в клетках, синтезирующих углеводы и жиры.

Надо также отметить, что ЭПС является местом образования аппарата Гольджи.

Лизосомы, их функции

Лизосомы — это клеточные органоиды, которые представлены одномембранными мешочками округлой формы с гидролитическими и пищеварительными ферментами (протеазы, липазы и нуклеазы).

Для содержимого лизосом характерна кислая среда. Мембраны данных образований изолируют их от цитоплазмы, предупреждая разрушение других структурных компонентов клеток.

Следует отметить, что ферменты первично синтезируются на шероховатой эндоплазматической сетке, после чего перемещаются в аппарат Гольджи. Здесь они проходят модификацию, упаковываются в мембранные пузырьки и начинают отделяться, становясь самостоятельными компонентами клетки — лизосомами, которые бывают первичными и вторичными.

Первичные лизосомы — структуры, которые отделяются от аппарата Гольджи, а вторичные (пищеварительные вакуоли) — это те, которые образуются вследствие слияния первичных лизосом и эндоцитозных вакуолей.

Учитывая такую структуру и организацию, можно выделить основные функции лизосом:

  • переваривание разных веществ внутри клетки;
  • уничтожение клеточных структур, которые не нужны;
  • участие в процессах реорганизации клеток.

Вакуоли

Вакуоли — это одномембранные органеллы сферической формы, которые являются резервуарами воды и растворенных в ней органических и неорганических соединений. В образовании данных структур участвует аппарат Гольджи и ЭПС.

В животной клетке вакуолей немного. Они мелкие и занимают не более 5% объема. Их основная роль — обеспечение транспорта веществ по всей клетке.

все органоиды по цитологии

Вакуоли растительной клетки большие и занимают до 90% объема. В зрелой клетке есть только одна вакуоль, которая занимает центральное положение. Ее мембрану называют тонопластом, а содержимое — клеточным соком.

Основные функции растительных вакуолей — обеспечение напряжения клеточной оболочки, накопление различных соединений и отходов жизнедеятельности клетки.

Если говорить о составе клеточного сока, то в него входят следующие вещества:

  • запасные — органические кислоты, углеводы и протеины, отдельные аминокислоты;
  • соединения, которые образуются в процессе жизнедеятельности клеток и накапливаются в них (алкалоиды, дубильные вещества и фенолы);
  • фитонциды и фитогормоны;
  • пигменты, за счет которых плоды, корнеплоды и лепестки цветов окрашиваются в соответствующий цвет.

Комплекс Гольджи

Строение органоидов под названием «аппарат Гольджи» довольно простое. В клетках растений они выглядят как отдельные тельца с мембраной, в клетках животных они представлены цистернами, канальцами и пузырями.

Структурная единица комплекса Гольджи — это диктиосома, которая представлена стопкой из 4-6 «цистерн» и мелких пузырьков, что отделяются от них и являются внутриклеточной транспортной системой, а также могут служить источником лизосом. Число диктиосом может колебаться от одной до нескольких сотен.

Что такое органоид? Строение и функции органоидов. Органоиды растительной клетки. Органоиды животной клетки || Все органоиды по цитологии

Комплекс Гольджи, как правило, размещается около ядра. В животных клетках – возле клеточного центра. Основными функциями этих органелл является следующее:

  • секреция и накопление протеинов, липидов и сахаридов;
  • модификация органических соединений, поступающих в комплекс Гольджи;
  • данный органоид является местом образования лизосом.

Следует отметить, что ЭПС, лизосомы, вакуоли, а также аппарат Гольджи вместе образуют канальцево-вакуолярную систему, которая разделяет клетку на отдельные участки с соответствующими функциями. Кроме того, данная система обеспечивает постоянное обновление мембран.

Митохондрии — энергетические станции клетки

Митохондрии — двумембранные органоиды палочковидной, шаровидной или нитевидной формы, которые синтезируют АТФ. Они имеют внешнюю гладкую поверхность и внутреннюю мембрану с многочисленными складками, которые называются кристами.

Следует отметить, что число крист в митохондриях может меняться в зависимости от потребности клетки в энергии. Именно на внутренней мембране сосредоточены многочисленные ферментные комплексы, синтезирующие аденозинтрифосфат.

Здесь энергия химических связей превращается в макроэргические связи АТФ. Кроме того, в митохондриях проходит расщепление жирных кислот и углеводов с высвобождением энергии, которая накапливается и используется на процессы роста и синтеза.

Внутренняя среда данных органелл называется матриксом. Она содержит кольцевые ДНК и РНК, мелкие рибосомы. Интересно, что митохондрии — полуавтономные органоиды, поскольку зависят от функционирования клетки, но в то же время могут сохранять определенную самостоятельность.

Считается, что митохондрии возникли при попадании в клетку-хозяина аэробных прокариотических организмов, что привело к образованию специфического симбиотического комплекса.

Так, митохондриальная ДНК имеет такое же строение, как и ДНК современных бактерий, а синтез белков и в митохондриях, и в бактериях ингибируется одинаковыми антибиотиками.

Пластиды — органоиды растительной клетки

Пластиды являются достаточно крупными органеллами. Они присутствуют только в клетках растений и образуются из предшественников – пропластид, содержат ДНК.

Эти органоиды играют важную роль в метаболизме и отделены от цитоплазмы двойной мембраной. Кроме этого, в них может образовываться упорядоченная система внутренних мембран.

Пластиды бывают трех типов:

  1. Хлоропласты — наиболее многочисленные пластиды, отвечающие за фотосинтез, при котором образуются органические соединения и свободный кислород. Данные структуры имеют сложное строение и способны перемещаться в цитоплазме в сторону источника света. Основное вещество, которое содержится в хлоропластах, — хлорофилл, при помощи которого растения могут использовать энергию солнца. Следует отметить, что хлоропласты подобно митохондриям являются полуавтономными структурами, так как способны к самостоятельному делению и синтезу собственных белков.
  2. Лейкопласты — бесцветные пластиды, которые под действием света превращаются в хлоропласты. Данные клеточные компоненты содержат ферменты. При помощи них глюкоза превращается и накапливается в форме крахмальных зерен. У некоторых растений эти пластиды способны накапливать липиды или протеины в виде кристаллов и аморфных телец. Наибольше количество лейкопластов сосредоточено в клетках подземных органов растений.
  3. Хромопласты — производные других двух видов пластид. В них образуются каротиноиды (при разрушении хлорофилла), которые имеют красный, желтый или оранжевый цвет. Хромопласты — конечная стадия превращения пластид. Больше всего их в плодах, лепестках и осенних листьях.

Рибосомы

Что такое органоид под названием рибосома? Рибосомами называют немембранные органеллы, состоящие из двух фрагментов (малой и большой субъединицы). Их диаметр составляет около 20 нм.

Они встречаются в клетках всех типов. Это органоиды животных и растительных клеток, бактерий. Образуются эти структуры в ядре, после чего переходят в цитоплазму, где размещаются свободно или прикрепляются к ЭПС.

В зависимости от синтезирующих свойств рибосомы функционируют в одиночку или объединяются в комплексы, образуя полирибосомы. В данном случае эти немембранные органеллы связываются молекулой информационной РНК.

Рибосома содержит 4 молекулы р-РНК, которые составляют ее каркас, а также различные белки. Основная задача данного органоида — сбор полипептидной цепи, что является первой стадией синтеза протеинов.

Те белки, которые образуются рибосомами эндоплазматического ретикулума, могут использоваться всем организмом. Протеины для потребностей отдельной клетки синтезируются рибосомами, которые размещаются в цитоплазме.

Цитоскелет клетки

Клеточный цитоскелет образуется микротрубочками и микрофиламентами. Микротрубочки представляют собой цилиндрические образования диаметром 24 нм. Их длина составляет 100 мкм-1 мм.

Основной компонент — белок под названием тубулин. Он неспособен к сокращению и может разрушаться под действием колхицина. Микротрубочки располагаются в гиалоплазме и выполняют следующие функции:

  • создают эластичный, но в то же время прочный каркас клетки, который позволяет ей сохранять форму;
  • принимают участие в процессе распределения хромосом клетки;
  • обеспечивают перемещение органелл;
  • содержатся в клеточном центре, а также в жгутиках и ресничках.

Микрофиламенты — нити, которые размещаются под плазматической мембраной и состоят из белка актина или миозина. Они могут сокращаться, в результате чего идет перемещение цитоплазмы или выпячивание клеточной мембраны.

Клеточный центр (центросома)

С
Теодор Шванн

(1810-1882)ущественным недостатком клеточной
теории Шлейдена-Шванна является ошибочное
признание возможностей возникновения
клеток из бесструктурного неклеточного
вещества.

Тем не менее,
даже в таком виде клеточная
теория стала одним из трех величайших
достижений естествознания XIX века,
первой фундаментальной теорией биологии,
обосновавшей общий
принцип организации живой природы и
доказавшей единство происхождения
жизни.

СсерединыXIX
века в результате интенсивной разработки
проблемы образования клеток теория
Шлейдена-Шванна подвергается всё более
сокрушительной критике. В 40-х гг.

появилась
целая серия исследований, в которых на
разных растительных и животных объектах
было убедительно показано, что
новообразование
клеток происходит путём их деления:
«Каждая
клетка — от клетки»
(«Omnis
cellula
et
cellula»)
— так подытожил
эти исследования в 1855 году немецкий
патолог Р. Вирхов.

Что такое органоид? Строение и функции органоидов. Органоиды растительной клетки. Органоиды животной клетки || Все органоиды по цитологии

П
Рудольф Вирхов

(1821-1902)озднее, в 70-х гг.XIX
века, благодаря усовершенствованию
гистологической техники и ре­зультативной
работы целой плеяды учёных были обнаружены
хромосомы,
открыты общие и специальные органоиды
клетки: клеточный центр
(1876), митохондрии (1894), аппарат Гольджи
(1898).

Крупный вклад в
развитие учения о клетке второй половины
XIX
— начала XX
вв. внесли отечественные цитологи И.Д.
Чистяков (описание фаз митотического
деления), И.Н.

Горожанкин (изучение
цитологических основ оплодотворения
у растений) и особенно
С.Т. Навашин, открывший в
1898 году явление двойного оплодотворения
у растений.

Широкое использование
в ХХ веке новейших методов физики и
химии обусловило существенный прогресс
в изучении строения, функционирования
и воспроизведения клетки.

В частности,
посредством
электронной микроскопии были открыты
такие важнейшие клеточные органоиды,
как эндоплазматическая сеть, рибосомы
и лизосомы.

Применение методов
молекулярной биологии привело к открытию
роли ДНК как носителя наследственной
информации в клетке и к расшифровке
генетического кода.

Успехи в изучении
клетки приводили к тому, что внимание
биологов всё больше концентрировалось
на клетке как основной структурной
единице живых организмов.

Становилось
всё более очевидным, что в особенностях
строения и функций клетки лежит ключ к
решению многих фундаментальных и
прикладных проблем биологии.

Вместе с
тем изучение клетки породило собственные
методические и теоретические проблемы,
что привело к выделению цитологии в
самостоятельный раздел биологии.

Комплексное
и всестороннее изучение строения,
жизнедеятельности, адаптации и размножения
клеток способствовало трансформации
цитологии
в одну из перспективнейших
биологических наук XXI
века — «Биологию клетки».

Результаты
исследований клеточной организации
живого на протяжении первой половины
ХХ века отразила сформировавшаяся в
этот период современная
клеточная теория, включающая
два принципиально новых положения: 1)
новые клетки образуются только путем
деления клеток-предшественниц;

2) живой
организм представляет собой сложно
организованную интегрированную систему
взаимодействующих клеток, свойства
которой не являются механической суммой
свойств составляющих ее клеток.

Данная органелла состоит из 2 центриолей и центросферы. Центриоль цилиндрической формы. Ее стенки образуются тремя микротрубочками, которые сливаются между собой посредством поперечных сшивок.

Основная роль клеточного центра — обеспечение равномерного распределения хромосом в ходе клеточного деления. Также он является центром организации цитоскелета.

Органеллы движения

К органоидам движения относят реснички, а также жгутики. Это миниатюрные выросты в виде волосков. Жгутик содержит 20 микротрубочек. Его основа размещается в цитоплазме и называется базальным тельцем.

Длина жгутика составляет 100 мкм или более. Жгутики, которые имеют всего 10-20 мкм, называются ресничками. При скольжении микротрубочек реснички и жгутики способны колебаться, вызывая движение самой клетки.

В цитоплазме могут содержаться сократительные фибриллы, которые называются миофибриллами — это органоиды животной клетки. Миофибриллы, как правило, размещаются в миоцитах — клетках мышечной ткани, а также в клетках сердца. Они состоят из более мелких волокон (протофибрилл).

Следует отметить, что пучки миофибрилл состоят из темных волокон — это анизотропные диски, а также светлых участков — это изотропные диски. Структурная единица миофибриллы — саркомер.

Это участок между анизотропным и изотропным диском, который имеет актиновые и миозиновые нити. При их скольжении происходит сокращение саркомера, что приводит к движению всего мышечного волокна. При этом используется энергия АТФ и ионы кальция.

Что такое органоид? Строение и функции органоидов. Органоиды растительной клетки. Органоиды животной клетки || Все органоиды по цитологии

При помощи жгутиков движутся простейшие и сперматозоиды животных. Реснички являются органом движения инфузории-туфельки. У животных и человека они покрывают воздухоносные дыхательные пути и помогают избавляться от мелких твердых частиц, например, от пыли.

Кроме этого, существуют еще псевдоножки, которые обеспечивают амебоидное движение и являются элементами многих одноклеточных и клеток животных (к примеру, лейкоцитов).

Большинство растений не могут перемещаться в пространстве. Их движения заключаются в росте, перемещениях листьев и изменениях потока цитоплазмы клеток.

Таблица «Органоиды клетки эукариот»

Органоид

Растительная клетка

Животная клетка

Основные функции

ядро

есть

есть

хранение ДНК, транскрипция РНК и синтез протеинов

эндоплазматическая сетка

есть

есть

синтез протеинов, липидов и углеводов, накопление ионов кальция, образование комплекса Гольджи

митохондрии

есть

есть

синтез АТФ, собственных ферментов и белков

пластиды

есть

нет

участие в фотосинтезе, накопление крахмала, липидов, протеинов, каротиноидов

рибосомы

есть

есть

сбор полипептидной цепи (синтез белков)

микротрубочки и микрофиламенты

есть

есть

позволяют клетке сохранять определенную форму, являются составной частью клеточного центра, ресничек и жгутиков, обеспечивают перемещение органелл

лизосомы

есть

есть

переваривание веществ внутри клетки, уничтожение ее ненужных структур, участие в реорганизации клеток, обусловливают автолиз

большая центральная вакуоль

есть

нет

обеспечивает напряжение клеточной оболочки, накапливает питательные вещества и продукты жизнедеятельности клетки, фитонциды и фитогормоны, а также пигменты, является резервуаром воды

комплекс Гольджи

есть

есть

секретирует и накапливает протеины, липиды и углеводы, модифицирует питательные вещества, которые поступают в клетку, отвечает за образование лизосом

клеточный центр

есть, кроме высших растений

есть

является центром организации цитоскелета, обеспечивает равномерное расхождение хромосом при делении клеток

миофибриллы

нет

есть

обеспечивают сокращение мышечной ткани

Если сделать выводы, то можно сказать, что существуют незначительные различия между животной и растительной клеткой. При этом функциональные особенности и строение органоидов (таблица, указанная выше, подтверждает это) имеет общий принцип организации.

Клетка функционирует как слаженная и целостная система. При этом функции органоидов взаимосвязаны и направлены на оптимальную работу и поддержание жизнедеятельности клетки.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский взгляд на еду
Adblock
detector