Морфологические типы лизосом

· Первичные лизосомы формируются из вакуолей периферической зоны аппарата Гольджи и заполнены протеолитическими ферментами в неактивной форме, ранее синтезированными на гранулярной ЭПС

· Вторичные лизосомы или внутриклеточные пищеварительные вакуоли. Представляют собой первичные вакуоли слившиеся с фагоцитарными или пиноцитарными вакуолями

· Телолизосомы или остаточные тельцаЭти лизосомы возникают из вторичных, если переваривание прошло не до конца. Остаточные тельца содержат меньшее количество ферментов, в них происходит уплотнение содержимого и его отложение. В результате тельца либо выделяются из клетки путем экзоцитоза, либо они сохраняются до гибели организма.

· Аутолизосомы. Их относят к вторичным лизосомам, но с тем отличием, что в составе этих вакуолей встречаются фрагменты или цитоплазматические структуры. В этом случае лизосомы выполняют роль внутриклеточных чистильщиков, контролирующих дефектные структуры.

Функции лизосом

1. Гетерофагическая– участие в гидролитической обработкечужеродных веществ, поступающих в клетке при фагоцитозе и пиноцитозе (микрофаги).

2. Защитная – образование мощно развитой системы лизосомных аппаратов в свободных клеточных элементах (макрофаги), которые реализуют функции адаптивного иммунитета.

3. Внутриклеточное пищеварение

4. Функция эндогенного питания в условиях голодания многоклеточных организмов – переваривание с помощью лизосом

5. Специфическая аутофагия–при необходимости утилизация избытка секрета в клетке

1. Микротельца или перексисомы

Небольшие вакуоли, с одинарной мембраной, ограничивающие гранулярный матрикс, в центре которого располагается сердцевина. Образованв в ЭПС. В них имеются ферменты, связанные с метаболизмом перекиси водорода.

Функции микротелец

1. Защитная – нейтрализация перекиси, которая является токсическим веществом для клеток.
2. Образование депо ряда ферментов, которые играют важную роль при превращении жиров в углеводы и катаболизме пуринов.

1. Вакуоли

Образуются от провакуолей – небольших мембранных пузырьков, которые отшнуровываются от гладкого ЭПС или аппарата Гольджи. Затем пузырьки сливаются и образуются крупные вакуоли. От цитоплазмы вакуоль отделена собственной мембраной, которая называется тонопластом. Толщина тонопласта больше чем мембрана ЭПС. Основная функция тонопласта – транспорт веществ.

Содержимое вакуолей называется клеточным соком. Основная часть его это вода с растворенными веществами: катионы натрия (здесь его в 4-5 раз больше чем в гиалоплазме), продукты первичного метаболита (углеводы, белки, органические кислоты) и вторичного ( пигменты, алкалоиды, танины).

В вакуолях зрелых плодов в значительном количестве накапливаются углеводы в виде моносахаридов (глюкоза и фруктоза) и дисахаридов (сахароза). Реже в виде полисахариды (слизи, пр у кактусов).

Танины – дубильные вещества, придают вяжущий вкус. Их много в коре стеблей и корней.

Алкалоиды – группа азотсодержащих веществ: кофеин, кодеин, морфин, хинин, каучук и др.

Функции вакуолей

1. Создание тургора
2. Запасание необходимых и отложение вредных для клетки веществ
3. Ферментативное расщепление органических веществ
4. Накапливаются токсические соединения

Двухмембранные органоиды

1. Митохондрии

Каждая митохондрия образована двумя мембранами. Внешняя мембрана – гладкая, внутренняя образует выросты – кристы (увеличивающие площадь поверхности органоида). Внутренняя мелкозернистая жидкая среда – матрикс содержит многочисленные ферменты. Митохондрии имеют свою ДНК, РНК и рибосомы, которые сходные с прокариотическими. Это послужило толчком для симбиотической гипотезы, согласно которой митохондрии (и хлоропласты) возникли из симбиотических бактерий. Митохондриальная ДНК кольцевая, как и у бактерий. Митохондрии (и пластиды) способны размножаться бинарным делением. Таким образом, митохондрии (и пластиды) являются самовоспроизводящимися органеллами.

Генетическая информация, содержащаяся в ДНК митохондрий, не обеспечивает органеллы всеми необходимыми белками, часть их кодируется ядерными генами и поступает из гиалоплазмы. Поэтому митохондрии, как и пластиды являются полуавтономными органоидами.

У человека и других млекопитающих митохондриальный геном наследуется от матери: при оплодотворении яйцеклетки митохондрии спермия в нее не проникают.

Количество митохондрий в клетке зависит от функций клетки, в частоности от ее потребности в энергии. Много митохондрий содержится в кардиомицитах, клетках мышечных волокон и в шейке спермия.

Функции митохондрий

1. Окислительноефосфорилирование - синтез АТФ с участием кислорода

2. Расщепление углеводов и жирных кислот, при чем на наружней мембране и вокружающей ее гиалоплазме идут процессы анаэробного окисления (гликолиз), а на внутренней мембране превращения в цикле трикарбоновых кислот.

3. Осуществление синтеза белка. Поскольку митохондрии обрадают полной системой синтеза белков (своя ДНК, РНК, рибосомы).

1. Пластиды

Это органоиды присущи только растениям. Типы пластид: хлоропласты, лейкопласты и хромопласты. Всех их объединяет общее происхождение, наличие внутренних мембран, а также собственного генома и аппарата для синтеза белка. Обычно в каждой клетке можно обнаружить лишь один тип пластид.

• Хлоропласты

Имеет наибольшее значение для растения. Они занимают большую часть протопласта. Форма хлоропластов часто бывает линзовидной, хотя у водорослей (у них присутствует всего один огромный хлоропласт – хромотофор) она может быть разнообразной – чашевидный, лентовидной и др.

Хлоропласты очень крупные внутриклеточные структуры. По строению схожи с митохондриями: имеют две мембраны, внутреннее содержимое матрикс или строма. В отличии от митохондрий имеют и третью мембранную систему – ламеллярную, происходящую внутренней мембраной.

Внутренние мембраны образуют мешочки двух типов:

- тилакоиды, дисковидной формы, образующие стопки – граны, которые лежат очень тесно, но не сообщаются между собой. Количество тилакоидов в гране десятки, их видно и в световой микроскоп;

- ламеллы стромы или межгранныетилакоиды. Они имеют гораздо большую длину, и простираются от одной граны до другой.

Количество тилакоидов свидетельствует об интенсивности фотосинтеза, так как именно в их мембранах находятся соединнения, осуществляющие фотосинтез.

Подобно митохондриям хлоропласты имеют свою кольцевую ДНК, находящуюся в строме и рибосомы. Однако, эти органоиды, как и митохондрии полуавтономные, так как могут синтезировать не все им необходимые белки, и часть получают из гиалоплазмы.

Функции хлоропластов: фотосинтез

• Хромопласты

Это видоизмененные хлоропласты. Имеют меньшие размеры, у них отсутствует внутренняя мембранная система, поэтому нет и хлорофилла. Красный обеспечивается жирорастворимым пигментом – каротиноидом, расположенным в строме. Хромопласты находятся в клетках лепестков цветов (придают цветам яркость, что привлекает насекомых), зрелых плодов, реже вегетативных органов (свекла, морковь, листья в период опадения).

Функции хромопластов: привлечение насекомых к опылению цветов, животных к окрашенным плодам для распространения семян.

• Лейкопласты

Лейкопласты вообще не содержит пигментов. Имеют строение характерное для всех типов пластид, но внутренняя мембрана, хоть и присутствует но, развита слабо. Типы лейкопластов ( в зависимости от функций):

· Амилопласты – накапливают крахмал;

· Протеинопласты – накапливают белки;

· Элайопласты – накапливают жиры;

Бесцветные пластиды растений, которые выращивали без освещения называются этиопластами (при наличии света они легко превращаются в хлоропласты.

Функции лейкопластов: запас питательных веществ.

III. Ядро

Оформленное ядро клетки имеется у эукариот. Большинство клеток человека имеют одно ядро, однако имеются и двухядерные клетки (нейроны, клетки печени, кардиомициты).Двух-, а иногда и многоядерность связана с полиплодией.

Строение ядра в интерфазе – рабочей фазе клеточного ядра, когда хромосомы функционируют. В это время в ядре видны следующие структуры.

1. Ядерная оболочка или кариотекаКариотека образуется за счет расширения и слияния друг с другом цистерн ЭПС, поэтому кариотека образована двумя мембранами – наружной и внутренней. Со стороны гиалоплазмы мембрана нередко покрыта рибосомами. Местами внутренняя и наружная мембраны и сливаются, а вместе слияния образуется пора. По краям поры располагаются белковые молекулы, так что в целом формируется поровый комплекс. Через поровый комплекс осуществляется избирательный транспорт веществ. Из ядра в гиалоплазму в основном поступают разные виды РНК, а из цитоплазмы в ядро поступают различные ферменты, необходимые для синтеза РНК.

Внутренняя поверхность кариотекисвязана с многочисленными промежуточными филаментами. В совокупности они образуют тонкую пластинку – ядерную ламину, к которой прикреплены хромосомы. Ядерная пластинка связана с поровыми комплексами и играет важную роль в поддержании формы ядра.

2. Нуклеоплазма (кариоплазма или ядерный сок). Это жидкое содержимое ядра и представляет собой коллоидный раствор, по которому транспортируются различные молекулы, она содержит множество ферментов.

3.Ядрышко Тельца, обычно округлой формы. Ядрышко это не самостоятельная структура или органоид. Оно является производным хромосомы, одним из ее локусов, активно функционирующим в интерфазе. В ядрышке образуются рибосомные РНК и рибосомы.

4. Диффузный хроматин это форма существования хромосом в неделящейся клетке. Основа каждой хромосомы ДНК, упакованная различными белками, среди которых различают гистоновые и негистоновые.

Гистоны – основные белки, играющие роль в упаковке ДНК и транскрипции.

Негистоновые белки – это специфические белки-регуляторы, узнающие определенные нуклеотидные последовательности ДНК.

В результате ассоциации ДНК с белками образуется дезоксинуклеопротеиды (ДНП). В хромосоме молекула ДНК упакована компактно. ДНК ассоциирована с белками-гистонами, в результате чего образуется нуклеосомы, являющимися структурными единицами хроматина