1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Будову і функції ядра, цитоплазми та її основних органоїдів

Будову і функції ядра, цитоплазми та її основних органоїдів

Цитоплазматична, або клітинна, мембрана (плазмалемма) – це біологічна мембрана, що оточує протоплазму (цитоплазму) живої клітини. В основі будови лежить подвійний шар ліпідів – водонерозчинних молекул, що мають полярні «головки» і довгі неполярні «хвости», представлені ланцюгами жирних кислот; найбільше в мембранах міститься фосфоліпідів, в голівках яких є залишки фосфорної кислоти. Хвости ліпідних молекул звернені один до одного, полярні головки дивляться назовні, утворюючи гідрофільну поверхню. З зарядженими головками з’єднуються білки, які називають периферійними мембранними білками. Інші білкові молекули можуть бути занурені в шар ліпідів за рахунок взаємодії з їх неполярними хвостами. Частина білків пронизує мембрану наскрізь, утворюючи канали або пори. У деяких клітин мембрана є єдиною структурою, що служить оболонкою, у інших клітин поверх мембрани є додаткова оболонка (наприклад, целюлозна оболонка у рослинних клітин). Тварини клітини зовні від мембрани бувають покриті гликокаликсом – тонким шаром, що складається з білків і полісахаридів.

Клітинна мембрана виконує безліч важливих функцій, від яких залежить життєдіяльність клітин. Одна з них полягає в утворенні бар’єру між внутрішнім вмістом клітини і зовнішнім середовищем. Поряд з цим мембрана забезпечує обмін речовин між цитоплазмою і зовнішнім середовищем, з якої в клітину через мембрану надходять вода, іони, неорганічні і органічні молекули. У зовнішнє середовище через мембрану виводяться продукти, утворені в клітці (продукти обміну і речовини, синтезовані в клітці).

Таким чином, через мембрану здійснюється транспорт речовин. Великі молекули біополімерів надходять через мембрану завдяки фагоцитозу – явищу, вперше описаного І. І. Мечникова. Процес захоплення і поглинання крапельок рідини відбувається шляхом піноцитозу. Важливу роль в життєдіяльності клітини грає рецепторна функція мембрани. У мембранах є велика кількість рецепторів – спеціальних білків, роль яких полягає у передачі сигналів ззовні всередину клітини.

Клітинне ядро – це оточена оболонкою, що складається з двох мембран, частина клітини діаметром 3-10 мкм. Між зовнішньою і внутрішньою мембранами є вузький простір (30 нм), заповнене напіврідким речовиною. Ядерна мембрана має таку ж будову, як і плазматична мембрана. У ядерній оболонці є безліч пір, через які йде процес обміну речовин між ядром і цитоплазмою. Під ядерною оболонкою знаходиться ядерний сік (каріоплазма), в якому містяться ядерця і хромосоми.

Ядерця – це округлі тільця діаметром від 1 мкм до декількох мкм. У ядрі може бути кілька ядерець. До складу ядерець входять РНК і білок. Ядерця утворюються на певних ділянках хромосом; в них синтезується рибосомальная РНК (рРНК). У ядерцях відбувається формування великих і малих субодиниць рибосом. Ядерця видно тільки в неделящіхся клітинах.

Хромосоми (гр. Хрому – фарба і сома – тіло) були так названі у зв’язку зі здатністю до інтенсивному фарбуванню – найважливіший органоид ядра, що містить ДНК в комплексі з основним білком – гістонів. Цей комплекс становить близько 90% речовини хромосом. Хромосоми можуть мати довжину, в десятки і сотні разів перевищує діаметр ядра. У інтерфазу (період між поділами) хромосоми видно тільки під електронним мікроскопом і являють собою довгі тонкі нитки, іменовані хроматином (деспіралізованние стан хромосом). У цей період йде процес подвоєння (редуплікації) хромосом; в кінці інтерфази кожна хромосома складається з двох хроматид. Кожна хромосома має первинну перетяжку, на якій розташована центромера; перетяжка ділить хромосому на два плеча однакової або різної довжини. Центромера служить місцем прикріплення нитки веретена поділу. У ядерцевих хромосом є ще вторинна перетяжка, де формується ядерце.

Функція хромосом полягає в контролі над всіма процесами життєдіяльності клітини. Хромосоми є носіями генів, тобто носіями генетичної інформації. Спадкова інформація передається шляхом реплікації молекули ДНК. Число, розмір і форма хромосом суворо визначені і специфічні для кожного виду.

У статевих клітинах і в суперечках у рослин є одинарний (гаплоїдний) набір хромосом, в соматичних клітинах – подвійний (диплоїдний) набір. Бувають також поліплоїдні клітини. Розрізняють гомологічні (парні, відповідні) і негомологічної хромосоми. Хромосоми, що визначають розвиток статі, називають статевими. Решта хромосоми називають аутосомами.

Цитоплазма (гр. Цитос – клітка і плазма – виліплена) – живе вміст клітини, крім ядра. Складається з мембран і органоїдів (ЕРС, рибосом, мітохондрій, пластид, апарату Гольджі, лізосом, центриолей та ін.), Простір між якими заповнено колоїдним розчином – гиалоплазмой. Зовні цитоплазма обмежена клітинною мембраною, усередині – мембраною ядерної оболонки. У рослинних клітин є ще й внутрішня прикордонна мембрана, яка відокремлює клітинний сік і утворює вакуоль.

Цитоплазма містить велику кількість води з розчиненими в ній солями і органічні речовини. Цитоплазма – це середовище для внутрішньоклітинних фізіологічних і біохімічних процесів. Вона здатна до руху – круговому, струменистий, ресничному.

Ендоплазматична мережа (ЕРС), або ендоплазматичнийретикулум (ЕПР), – це мережа каналів, що пронизує всю цитоплазму. Стінки цих каналів являють собою мембрани, що контактують з усіма органоїдами клітини. ЕРС і органели разом складають єдину внутрішньоклітинну систему, яка здійснює обмін речовин і енергії в клітині і забезпечує внутрішньоклітинний транспорт речовин. Розрізняють гладку і гранулярную ЕПС. Гранулярна ЕРС складається з мембранних мішечків (цистерн), покритих рибосомами, завдяки чому вона здається шорсткою (шорстка ЕРС).

ЕРС може бути і позбавлена рибосом (гладка ЕРС); її будова ближче до трубчастого типу. На рибосомах гранулярной мережі синтезуються білки, які потім надходять всередину каналів ЕПС, де і набувають третинну структуру. На мембранах гладкої ЕПС синтезуються ліпіди і вуглеводи, які також надходять всередину каналів ЕПС.

ЕРС виконує такі функції: бере участь у синтезі органічних речовин, транспортує синтезовані речовини в апарат Гольджі, розділяє клітку на відсіки. Крім того, в клітинах печінки ЕРС бере участь у знешкодженні отруйних речовин, а в м’язових клітинах відіграє роль депо кальцію, необхідного для м’язового скорочення.

ЕРС є у всіх клітинах, виключаючи бактеріальні клітини і еритроцити; вона складає від 30 до 50% об’єму клітини.

Комплекс (апарат) Гольджі – це складна мережа порожнин, трубочок і бульбашок навколо ядра. Складається з трьох основних компонентів: групи мембранних порожнин, системи трубочок, що відходять від порожнин, і бульбашок на кінцях трубочок. Комплекс Гольджі виконує такі функції: в порожнинах накопичуються речовини, які синтезуються і транспортуються по ЕРС; тут вони піддаються хімічним змінам. Модифіковані речовини упаковуються в мембранні пухирці, які викидаються кліткою у вигляді секретів. Крім того, пляшечки використовуються клітиною як лізосом.

Лізосоми (гр. Лізіо – розчиняти, сома – тіло) – це невеликі пухирці діаметром близько 1 мкм, обмежені мембраною і містять комплекс ферментів, який забезпечує розщеплення жирів, вуглеводів і білків. Вони беруть участь у перетравлюванні частинок, що потрапили в клітину в результаті ендоцитозу і у видаленні відмираючих органів (наприклад, хвоста у пуголовків), клітин і органоїдів. При голодуванні лізосоми розчиняють деякі органели, не вбиваючи при цьому клітку. Освіта лізосом йде в комплексі Гольджі.

Мітохондрії (гр. Мітос – нитка і хондріон – гранула) – внутрішньоклітинні органели, оболонка яких складається з двох мембран. Зовнішня мембрана – гладка, внутрішня утворює вирости, звані кристами. Усередині мітохондрії знаходиться напіврідкий матрикс, який містить РНК, ДНК, білки, ліпіди, вуглеводи, ферменти, АТФ та інші речовини; в матриксі є також рибосоми. Розміри мітохондрій від 0,2-0,4 до 1-7 мкм. Кількість залежить від виду клітини, наприклад, в клітині печінки може бути 1000-2500 мітохондрій. Мітохондрії можуть бути спіральними, округлими, витягнутими, чашоподібними і т.д .; можуть також змінювати форму.

Функції мітохондрій пов’язані з тим, що на внутрішній мембрані знаходяться дихальні ферменти і ферменти синтезу АТФ. Завдяки цьому мітохондрії забезпечують клітинне дихання і синтез АТФ.

Мітохондрії можуть самі синтезувати білки, так як в них є власні ДНК, РНК і рибосоми. Розмножуються мітохондрії поділом надвоє.

За своєю будовою мітохондрії нагадують клітини прокаріотів; у зв’язку з цим припускають, що вони походять від внутрішньоклітинних аеробних симбіонтів. Мітохондрії є в цитоплазмі клітин більшості рослин і тварин.

Хлоропласти відносяться до пластидам – органоидам, притаманним тільки рослинною клітинам. Це зелені пластинки діаметром 3 4 мкм, що мають овальну форму. Хлоропласти, як і мітохондрії, мають зовнішню і внутрішню мембрани. Внутрішня мембрана утворює вирости – тилакоїди, тилакоїди утворюють стопки – грани, які об’єднуються один з одним внутрішньою мембраною. В одному хлоропласті може бути кілька десятків гран. У мембранах тилакоїдів знаходиться хлорофіл, а в проміжках між гранами в матриксі (стромі) хлоропласта знаходяться рибосоми, РНК і ДНК. Рибосоми хлоропластів, як і рибосоми мітохондрій, синтезують білки. Основна функція хлоропластів – забезпечення процесу фотосинтезу: в мембранах тилакоїдів йде світлова фаза, а в стромі хлоропластів – темновая фаза фотосинтезу. У матриксі хлоропластів видно гранули первинного крохмалю, тобто крохмалю, синтезованого в процесі фотосинтезу з глюкози. Хлоропласти, як і мітохондрії, розмножуються поділом. Таким чином, в морфологічної та функціональної організації мітохондрій і хлоропластів є спільні риси. Основна характеристика, що об’єднує ці органели, це те, що вони мають власну генетичну інформацію і синтезують власні білки.

Клітинний центр ставиться до немембранні компонентам клітини. До складу його входять мікротрубочки і дві центріолі. Центриоли знаходяться в середині центру організації мікротрубочок. Центриоли виявлені не у всіх клітинах, що мають клітинний центр (наприклад, їх немає у покритонасінних рослин). Кожна центриоль – це циліндр розміром близько 1 мкм, по колу якого розташовані дев’ять триплетів мікротрубочок. Центриоли розташовуються під прямим кутом один до одного. Клітинний центр відіграє важливу роль в організації цитоскелету, так як цитоплазматические мікротрубочки розходяться в усі сторони з цієї області. Перед розподілом центриоли розходяться до протилежних полюсів клітини, і біля кожної з них виникає дочірня центриоль. Від центріолей простягаються мікротрубочки, які утворюють митотическое веретено поділу. Частина ниток веретена прикріплюється до хромосом. Формування ниток веретена відбувається в профазі.

Рибосоми – це субмикроскопические органели діаметром 15- 35 нм, які були відкриті у всіх клітинах за допомогою електронного мікроскопа. У кожній клітині може бути кілька тисяч рибосом. Рибосоми можуть бути ядерної, мітохондріального і пластидного походження. Велика частина утворюється в полісом ядра у вигляді субодиниць (великої і малої) і потім переходить в цитоплазму. Мембран немає. До складу рибосом входять рРНК і білки. На рибосомах йде синтез білків. Велика частина білків синтезується на шорсткою ЕПС; частково синтез білків йде на рибосомах, що перебувають у цитоплазмі у вільному стані. Групи з кількох десятків рибосом утворюють полісоми.

До клітинних органоидам руху відносять вії і джгутики – вирости мембрани діаметром близько 0,25 мкм, містять в середині мікротрубочки. Такі органели є у багатьох клітин (у найпростіших, одноклітинних водоростей, зооспор, сперматозоїдів, в клітинах тканин багатоклітинних тварин, наприклад, в дихальному епітелії).

Функція цих органоїдів полягає або у забезпеченні руху (наприклад, у найпростіших), або в просуванні рідини уздовж поверхні клітин (наприклад, в дихальному епітелії для просування слизу).

Клітини можуть пересуватися також за допомогою освіти ложноножек (псевдоподий; наприклад, амеби і лейкоцити), але псевдоподии – тимчасові утворення, які не відносять до органоидам руху.

Клітинні включення – це непостійні структури клітини. До них відносяться краплі і зерна білків, вуглеводів, жирів, а також кристалічні включення – органічні кристали, які можуть утворювати в клітинах білки, віруси, солі щавлевої кислоти і т. Д., І неорганічні кристали, утворені солями кальцію. На відміну від органоїдів ці включення не мають мембран або елементів цитоскелета і періодично синтезуються і витрачаються.

Краплі жиру використовуються як запасне речовина у зв’язку з його високою енергоємністю; зерна вуглеводів у вигляді крохмалю у рослин і у вигляді глікогену у тварин і грибів – як джерело енергії для утворення АТФ; зерна білка – як джерело будівельного матеріалу, солі кальцію – для забезпечення процесу збудження, обміну речовин і т. д.

ПОДІЛИТИСЯ: