Organoidai – nuolatiniai ir esminiai ląstelių komponentai; specializuotos ląstelės citoplazmos sritys, kurios turi specifinę struktūrą ir atlieka specifines funkcijas ląstelėje. Yra bendrosios ir specialiosios paskirties organoidai.

Bendrosios paskirties organelės yra daugumoje ląstelių (endoplazminis tinklas, mitochondrijos, plastidai, Golgi kompleksas, lizosomos, vakuolės, ląstelių centras, ribosomos). Specialios paskirties organelės būdingos tik specializuotoms ląstelėms (miofibrilėms, žvyneliams, blakstienoms, susitraukiančioms ir virškinimo vakuolėms). Organelės (išskyrus ribosomas ir ląstelės centrą) turi membraninę struktūrą.

Endoplazminis tinklas (ER) – Tai šakota tarpusavyje sujungtų ertmių, vamzdelių ir kanalų sistema, suformuota iš elementarių membranų ir prasiskverbianti per visą ląstelės storį. Porteris atidarė 1943 m. Ypač daug endoplazminio tinklo kanalų yra ląstelėse, kurių metabolizmas intensyvus. Vidutiniškai EPS tūris svyruoja nuo 30% iki 50% viso ląstelių tūrio. EPS yra labilus. Vidinių spragų ir kanos forma

laimikiai, jų dydis, vieta ląstelėje ir kiekis keičiasi per gyvenimą. Gyvūnų ląstelė yra labiau išsivysčiusi. ER yra morfologiškai ir funkciškai susijęs su citoplazmos ribiniu sluoksniu, branduolio apvalkalu, ribosomomis, Golgi kompleksu ir vakuolėmis, kartu su jais sudarydamas vieną funkcinę ir struktūrinę sistemą medžiagų apykaitai ir energijai bei medžiagų judėjimui ląstelėje. . Mitochondrijos ir plastidai kaupiasi šalia endoplazminio tinklo.

Yra dviejų tipų EPS: grubus ir lygus. Riebalų ir angliavandenių sintezės sistemų fermentai yra lokalizuoti ant lygaus (agranulinio) ER membranų: čia vyksta angliavandenių ir beveik visų ląstelių lipidų sintezė. Riebalinių liaukų ląstelėse, kepenyse (glikogeno sintezė) ir daug maistinių medžiagų turinčiose ląstelėse (augalų sėklose) vyrauja lygiosios endoplazminio tinklo membranos. Ribosomos yra ant grubios (granuliuotos) EPS membranos, kur vyksta baltymų biosintezė. Dalis jų sintezuojamų baltymų yra įtraukiami į endoplazminio tinklo membraną, likusieji patenka į jo kanalų spindį, kur paverčiami ir pernešami į Golgi kompleksą. Ypač daug šiurkščių membranų yra liaukos ląstelėse ir nervinėse ląstelėse.

Ryžiai. Grubus ir lygus endoplazminis tinklas.

Ryžiai. Medžiagų pernešimas per branduolį – endoplazminis tinklas (ER) – Golgi kompleksinė sistema.

Endoplazminio tinklo funkcijos:

1) baltymų (šiurkštus EPS), angliavandenių ir lipidų sintezė (lygus EPS);

2) medžiagų transportavimas, tiek patekęs į ląstelę, tiek naujai susintetintas;

3) citoplazmos padalijimas į skyrius (kompartmentus), kuris užtikrina erdvinį fermentų sistemų atskyrimą, būtiną joms nuosekliai patekti į biochemines reakcijas.

Mitochondrijos – yra beveik visų tipų vienaląsčių ir daugialąsčių organizmų ląstelėse (išskyrus žinduolių eritrocitus). Jų skaičius skirtingose ​​ląstelėse skiriasi ir priklauso nuo ląstelės funkcinio aktyvumo lygio. Žiurkių kepenų ląstelėje jų yra apie 2500, o kai kurių moliuskų patinų reprodukcinėje ląstelėje - 20 - 22. Skraidančių paukščių krūtinės raumenyse jų yra daugiau nei neskraidančių paukščių krūtinės raumenyje.

Mitochondrijos yra sferinės, ovalios ir cilindrinės formos. Matmenys yra 0,2 - 1,0 mikronų skersmens ir iki 5 - 7 mikronų ilgio.

Ryžiai. Mitochondrijos.

Gijinių formų ilgis siekia 15-20 mikronų. Išorėje mitochondrijas riboja lygi išorinė membrana, savo sudėtimi panaši į plazmalemą. Vidinė membrana sudaro daugybę ataugų - cristae - ir joje yra daug fermentų, ATP-some (grybų kūnų), dalyvaujančių maistinių medžiagų energijos pavertimo ATP energija procesuose. Kritų skaičius priklauso nuo ląstelės funkcijos. Raumenų mitochondrijose yra daug kristų, kurios užima visą organelės vidinę ertmę. Embrioninių ląstelių mitochondrijose cristae yra reta. Augaluose vidinės membranos ataugos dažnai būna vamzdelių formos. Mitochondrijų ertmė užpildyta matrica, kurioje yra vandens, mineralinių druskų, fermentų baltymų ir aminorūgščių. Mitochondrijos turi autonominę baltymų sintezės sistemą: žiedinę DNR molekulę, įvairių tipų RNR ir ribosomas, kurios yra mažesnės nei esančios citoplazmoje.

Mitochondrijas glaudžiai jungia endoplazminio tinklo membranos, kurių kanalai dažnai atsiveria tiesiai į mitochondrijas. Didėjant organo apkrovai ir intensyvėjant energijos reikalaujantiems sintetiniams procesams, ypač daugėja kontaktų tarp EPS ir mitochondrijų. Mitochondrijų skaičius gali greitai padidėti dėl dalijimosi. Mitochondrijų gebėjimas daugintis atsiranda dėl jose esančios DNR molekulės, primenančios žiedinę bakterijų chromosomą.

Mitochondrijų funkcijos:

1) universalaus energijos šaltinio – ATP sintezė;

2) steroidinių hormonų sintezė;

3) specifinių baltymų biosintezė.

Plastidai - membraninės struktūros organelės, būdingos tik augalų ląstelėms. Juose vyksta angliavandenių, baltymų ir riebalų sintezės procesai. Pagal pigmento kiekį jie skirstomi į tris grupes: chloroplastus, chromoplastus ir leukoplastus.

Chloroplastai turi santykinai pastovią elipsės arba lęšio formos formą. Didžiausias skersmuo yra 4–10 mikronų. Skaičius langelyje svyruoja nuo kelių vienetų iki kelių dešimčių. Jų dydis, spalvos intensyvumas, skaičius ir vieta ląstelėje priklauso nuo apšvietimo sąlygų, augalų rūšies ir fiziologinės būklės.

Ryžiai. Chloroplastas, struktūra.

Tai baltyminiai-lipidiniai kūnai, susidedantys iš 35-55% baltymų, 20-30% lipidų, 9% chlorofilo, 4-5% karotinoidų, 2-4% nukleorūgščių. Angliavandenių kiekis skiriasi; buvo aptiktas tam tikras mineralinių medžiagų kiekis: Chlorofilas - organinės dvibazinės rūgšties esteris - chlorofilinas ir organiniai alkoholiai - metilas (CH 3 OH) ir fitolis (C 20 H 39 OH). Aukštesniuose augaluose chlorofilo a nuolat yra chloroplastuose - jis yra melsvai žalios spalvos, o chlorofilas b - geltonai žalios spalvos; Be to, chlorofilo kiekis yra kelis kartus didesnis.

Be chlorofilo, chloroplastuose yra pigmentų – karoteno C 40 H 56 ir ksantofilo C 40 H 56 O 2 ir kai kurių kitų pigmentų (karotinoidų). Žaliame lape geltoni chlorofilo palydovai yra užmaskuoti ryškesne žalia spalva. Tačiau rudenį, nukritus lapams, daugumoje augalų sunaikinamas chlorofilas ir tada aptinkamas karotinoidų buvimas lape – lapas pagelsta.

Chloroplastas yra padengtas dvigubu apvalkalu, susidedančiu iš išorinės ir vidinės membranos. Vidinis turinys – stroma – turi lamelinę (lamelinę) struktūrą. Bespalvėje stromoje išskiriamos granos - žalios spalvos kūnai, 0,3 - 1,7 μm. Jie yra tilakoidų rinkinys – uždari kūnai plokščių pūslelių arba membraninės kilmės diskų pavidalu. Chlorofilas monomolekulinio sluoksnio pavidalu yra tarp baltymų ir lipidų sluoksnių, glaudžiai susiję su jais. Erdvinis pigmentų molekulių išsidėstymas chloroplastų membraninėse struktūrose yra labai tinkamas ir sukuria optimalias sąlygas efektyviausiam spinduliavimo energijos sugerimui, perdavimui ir panaudojimui. Lipidai sudaro bevandenius dielektrinius chloroplastų membranų sluoksnius, reikalingus elektronų transportavimo grandinės funkcionavimui. Elektronų perdavimo grandinėje grandžių vaidmenį atlieka baltymai (citochromai, plastochinonai, ferredoksinas, plastocianinas) ir atskiri cheminiai elementai – geležis, manganas ir kt. Grūdelių skaičius chloroplaste yra nuo 20 iki 200. Tarp grūdelių, jungiančios jas viena su kita, išsidėsto stromos lamelės. Granuliuotos lamelės ir stromos lamelės turi membraninę struktūrą.

Vidinė chloroplasto struktūra leidžia erdviškai atskirti daugybę ir įvairių reakcijų, kurios kartu sudaro fotosintezės turinį.

Chloroplastuose, kaip ir mitochondrijose, yra specifinė RNR ir DNR, taip pat mažesnės ribosomos ir visas molekulinis arsenalas, būtinas baltymų biosintezei. Šiose organelėse yra pakankamai mRNR, kad būtų užtikrintas maksimalus baltymų sintezės sistemos aktyvumas. Tuo pačiu metu juose taip pat yra pakankamai DNR tam tikriems baltymams koduoti. Jie dauginasi dalijantis, paprastu susiaurėjimu.

Nustatyta, kad chloroplastai gali keisti savo formą, dydį ir padėtį ląstelėje, tai yra, gali judėti savarankiškai (chloroplastų taksi). Juose buvo rasta dviejų tipų susitraukiančių baltymų, dėl kurių, akivaizdu, vyksta aktyvus šių organelių judėjimas citoplazmoje.

Chromoplastai yra plačiai paplitę augalų generaciniuose organuose. Geltonai, oranžine, raudona spalva jie nuspalvina gėlių (vėdrų, jurginų, saulėgrąžų) ir vaisių (pomidorų, šermukšnių uogų, erškėtuogių) žiedlapius. Vegetatyviniuose organuose chromoplastai yra daug rečiau.

Chromoplastų spalva atsiranda dėl karotinoidų - karotino, ksantofilo ir likopeno, kurie plastiduose yra skirtingos būsenos: kristalų, lipoidinio tirpalo arba kartu su baltymais.

Chromoplastai, lyginant su chloroplastais, turi paprastesnę struktūrą – jiems trūksta lamelinės struktūros. Skiriasi ir cheminė sudėtis: pigmentai – 20–50%, lipidai iki 50%, baltymai – apie 20%, RNR – 2-3%. Tai rodo mažesnį chloroplastų fiziologinį aktyvumą.

Leukoplastai neturi pigmentų ir yra bespalviai. Šios mažiausios plastidės yra apvalios, kiaušiniškos arba lazdelės formos. Ląstelėje jie dažnai grupuojami aplink branduolį.

Vidinė struktūra yra dar mažiau diferencijuota, palyginti su chloroplastais. Jie atlieka krakmolo, riebalų ir baltymų sintezę. Atsižvelgiant į tai, išskiriami trys leukoplastų tipai - amiloplastai (krakmolas), oleoplastai (augaliniai aliejai) ir proteoplastai (baltymai).

Leukoplastai atsiranda iš proplastidų, su kuriais jie yra panašūs savo forma ir struktūra, skiriasi tik dydžiu.

Visi plastidai yra genetiškai susiję vienas su kitu. Jie susidaro iš proplastidų – mažyčių bespalvių citoplazminių darinių, savo išvaizda panašių į mitochondrijas. Proplastidai randami sporose, kiaušinėliuose ir embriono augimo taško ląstelėse. Chloroplastai (šviesoje) ir leukoplastai (tamsoje) susidaro tiesiogiai iš proplastidų, o iš jų išsivysto chromoplastai, kurie yra galutinis plastidų evoliucijos produktas ląstelėje.

Golgi kompleksas – pirmą kartą 1898 metais gyvūnų ląstelėse atrado italų mokslininkas Golgi. Tai vidinių ertmių, cisternų (5-20), esančių arti ir lygiagrečiai viena kitai, ir didelių bei mažų vakuolių sistema. Visos šios formacijos turi membraninę struktūrą ir yra specializuotos endoplazminio tinklo sekcijos. Gyvūnų ląstelėse Golgi kompleksas yra geriau išvystytas nei augalų ląstelėse; pastarosiose ji vadinama diktiozomomis.

Ryžiai. Golgi komplekso struktūra.

Baltymai ir lipidai, patekę į lamelinį kompleksą, patiria įvairias transformacijas, kaupiasi, rūšiuojasi, supakuojasi į sekrecines pūsleles ir yra transportuojami į paskirties vietą: į įvairias struktūras ląstelės viduje arba už jos ribų. Golgi komplekso membranos taip pat sintetina polisacharidus ir formuoja lizosomas. Pieno liaukų ląstelėse Golgi kompleksas dalyvauja formuojant pieną, o kepenų ląstelėse – tulžį.

Golgi komplekso funkcijos:

1) baltymų, riebalų, polisacharidų ir ląstelėje susintetintų bei iš išorės gaunamų medžiagų koncentracija, dehidratacija ir sutankinimas;

2) kompleksinių organinių medžiagų kompleksų surinkimas ir paruošimas pašalinti iš ląstelės (celiuliozė ir hemiceliuliozė augaluose, glikoproteinai ir glikolipidai gyvūnuose);

3) polisacharidų sintezė;

4) pirminių lizosomų susidarymas.

Lizosomos - maži ovalūs kūnai, kurių skersmuo 0,2-2,0 mikronų. Centrinę padėtį užima vakuolė, kurioje yra 40 (pagal įvairius šaltinius 30-60) hidrolizinių fermentų, galinčių skaidyti baltymus, nukleino rūgštis, polisacharidus, lipidus ir kitas medžiagas rūgščioje aplinkoje (pH 4,5-5).

Aplink šią ertmę yra stroma, iš išorės padengta elementaria membrana. Medžiagų skaidymas fermentų pagalba vadinamas lize, todėl organelė vadinama lizosoma. Lizosomų susidarymas vyksta Golgi komplekse. Pirminės lizosomos tiesiogiai artėja prie pinocitotinių arba fagocitozinių vakuolių (endosomų) ir supila savo turinį į jų ertmę, sudarydamos antrines lizosomas (fagosomas), kuriose vyksta medžiagų virškinimas. Lizės produktai per lizosomų membraną patenka į citoplazmą ir yra įtraukiami į tolesnį metabolizmą. Antrinės lizosomos su nesuvirškintų medžiagų likučiais vadinamos liekamaisiais kūnais. Antrinių lizosomų pavyzdys yra pirmuonių virškinimo vakuolės.

Lizosomų funkcijos:

1) tarpląstelinis maisto makromolekulių ir pašalinių komponentų, patenkančių į ląstelę kankorėžinės ir fagocitozės metu, virškinimas, aprūpinant ląstelę papildomomis žaliavomis biocheminiams ir energetiniams procesams;

2) pasninko metu lizosomos suvirškina kai kuriuos organelius ir kuriam laikui papildo maisto medžiagų atsargas;

3) laikinų embrionų ir lervų organų (varlės uodegos ir žiaunų) naikinimas poembrioninio vystymosi metu;

Ryžiai. Lizosomų susidarymas

Vakuolės – skysčiu užpildytos augalų ląstelių ir protistų citoplazmos ertmės. Jie turi pūslelių, plonų kanalėlių ir kt. Vakuolės susidaro iš endoplazminio tinklo pratęsimų ir Golgi komplekso pūslelių kaip ploniausios ertmės, tada ląstelei augant ir kaupiant medžiagų apykaitos produktus jų tūris didėja, o jų skaičius mažėja. Išsivysčiusi, suformuota ląstelė paprastai turi vieną didelę vakuolę, užimančią centrinę padėtį.

Augalų ląstelių vakuolės užpildytos ląstelių sultimis, kurios yra organinių (obuolių, oksalo, citrinų rūgščių, cukrų, inulino, aminorūgščių, baltymų, taninų, alkaloidų, gliukozidų) ir mineralinių medžiagų (nitratų, chloridų, fosfatų) vandeninis tirpalas. medžiagų.

Protistams randamos virškinimo vakuolės ir susitraukiančios vakuolės.

Vakuolių funkcijos:

1) rezervinių maistinių medžiagų ir išskyrimo talpyklų saugojimas (augaluose);

2) nustatyti ir palaikyti osmosinį slėgį ląstelėse;

3) užtikrinti tarpląstelinį virškinimą protistams.

Ryžiai. Korinio ryšio centras.

Ląstelės centras paprastai yra šalia branduolio ir susideda iš dviejų centriolių, esančių statmenai vienas kitam ir apsuptų spinduliavimo sferos. Kiekviena centriolė yra tuščiaviduris cilindrinis 0,3–0,5 µm ilgio ir 0,15 µm ilgio kūnas, kurio sienelę sudaro 9 mikrovamzdelių tripletai. Jei centriolė yra blakstienų arba žvynelių apačioje, tada ji vadinama bazinis kūnas.

Prieš dalijimąsi centrioliai nukrypsta į priešingus polius ir šalia kiekvieno iš jų atsiranda dukterinė centriolė. Iš centriolių, esančių skirtinguose ląstelės poliuose, susidaro mikrovamzdeliai, kurie auga vienas kito link. Jie sudaro mitozinį veleną, kuris skatina vienodą genetinės medžiagos pasiskirstymą tarp dukterinių ląstelių, ir yra citoskeleto organizavimo centras. Kai kurie verpstės siūlai yra prijungti prie chromosomų. Aukštesniųjų augalų ląstelėse ląstelių centras centriolių neturi.

Centrioliai yra savaime besidauginančios citoplazmos organelės. Jie atsiranda dėl esamų dubliavimo. Tai atsitinka, kai centrioliai atsiskiria. Nesubrendusiame centriole yra 9 pavieniai mikrovamzdeliai; Matyt, kiekvienas mikrotubulas yra šablonas, skirtas subrendusiam centriolei būdingiems tripletams surinkti.

Centrosoma būdinga gyvūnų ląstelėms, kai kuriems grybams, dumbliams, samanoms ir paparčiams.

Ląstelių centro funkcijos:

1) dalijimosi polių susidarymas ir suklio mikrovamzdelių susidarymas.

Ribosomos - mažos sferinės organelės, nuo 15 iki 35 nm. Jie susideda iš dviejų subvienetų: didelio (60S) ir mažo (40S). Sudėtyje yra apie 60% baltymų ir 40% ribosomų RNR. rRNR molekulės sudaro jos struktūrinę struktūrą. Dauguma baltymų yra specifiškai susieti su tam tikrais rRNR regionais. Kai kurie baltymai į ribosomas patenka tik baltymų biosintezės metu. Ribosomų subvienetai susidaro branduoliuose. ir per branduolio apvalkalo poras patenka į citoplazmą, kur yra arba ant EPA membranos, arba išorinėje branduolio apvalkalo pusėje, arba laisvai citoplazmoje. Pirmiausia nukleolinėje DNR sintezuojamos rRNR, kurios vėliau padengiamos ribosomų baltymais, ateinančiais iš citoplazmos, suskaldomi iki reikiamo dydžio ir sudaro ribosominius subvienetus. Branduolyje nėra visiškai susiformavusių ribosomų. Subvienetai susijungia į visą ribosomą citoplazmoje, dažniausiai baltymų biosintezės metu. Palyginti su mitochondrijomis, plastidėmis ir prokariotinėmis ląstelėmis, ribosomos eukariotinių ląstelių citoplazmoje yra didesnės. Jie gali sujungti 5-70 vienetų į polisomas.

Ribosomų funkcijos:

1) dalyvavimas baltymų biosintezėje.

Ryžiai. 287. Ribosoma: 1 - mažas subvienetas; 2 - didelis subvienetas.

Cilia, flagella – citoplazmos ataugos, padengtos elementaria membrana, po kuria yra 20 mikrovamzdelių, sudarančių 9 poras išilgai periferijos ir dvi pavienes centre. Blakstienų ir žvynelių apačioje yra baziniai kūnai. Žiedynų ilgis siekia 100 µm. Blakstienos yra trumpos - 10-20 mikronų - žvyneliai. Žievelių judėjimas yra varžto formos, o blakstienų judėjimas yra irklo formos. Blakstienos ir žvynelių dėka juda bakterijos, protistai, blakstienoti organizmai, juda dalelės ar skysčiai (kvėpavimo takų blakstieninio epitelio blakstienėlės, kiaušintakiai), lytinės ląstelės (spermatozoidai).

Ryžiai. Eukariotų žvynelių ir blakstienų struktūra

Inkliuzai - laikini citoplazmos komponentai, atsirandantys ir išnykstantys. Paprastai jie yra ląstelėse tam tikrais gyvenimo ciklo etapais. Intarpų specifiškumas priklauso nuo atitinkamų audinių ląstelių ir organų specifiškumo. Inkliuzai daugiausia randami augalų ląstelėse. Jie gali atsirasti hialoplazmoje, įvairiose organelėse, rečiau – ląstelės sienelėje.

Funkciniu požiūriu inkliuzai yra arba laikinai pašalinami iš ląstelių metabolizmo junginiai (rezervinės medžiagos – krakmolo grūdeliai, lipidų lašeliai ir baltymų nuosėdos), arba galutiniai metabolizmo produktai (tam tikrų medžiagų kristalai).

Krakmolo grūdeliai. Tai dažniausiai pasitaikantys augalų ląstelių intarpai. Krakmolas augaluose laikomas tik krakmolo grūdelių pavidalu. Jie susidaro tik gyvų ląstelių plastidų stromoje. Fotosintezės metu susidaro žali lapai asimiliacija, arba pirminis krakmolo. Asimiliacinis krakmolas nesikaupia lapuose ir, greitai hidrolizuodamas į cukrų, suteka į augalo dalis, kuriose jis kaupiasi. Ten jis vėl virsta krakmolu, kuris vadinamas antrinės. Antrinis krakmolas taip pat susidaro tiesiogiai gumbuose, šakniastiebiuose, sėklose, tai yra, kur jis laikomas. Tada jie jam paskambina atsarginis. Krakmolą kaupiantys leukoplastai vadinami amiloplastai. Ypač daug krakmolo turi sumedėjusių augalų sėklos, požeminiai ūgliai (stiebagumbiai, svogūnėliai, šakniastiebiai), sumedėjusių augalų šaknų ir stiebų laidžių audinių parenchima.

Lipidų lašai. Aptinkama beveik visose augalų ląstelėse. Sėklos ir vaisiai juose yra turtingiausi. Riebaliniai aliejai lipidų lašelių pavidalu yra antra pagal svarbą rezervinių maistinių medžiagų forma (po krakmolo). Kai kurių augalų (saulėgrąžų, medvilnės ir kt.) sėklos gali sukaupti iki 40% aliejaus pagal sausosios medžiagos svorį.

Lipidų lašeliai, kaip taisyklė, kaupiasi tiesiai hialoplazmoje. Tai sferiniai kūnai, dažniausiai submikroskopinio dydžio. Lipidų lašeliai gali kauptis ir leukoplastuose, kurie vadinami elaioplastai.

Baltymų intarpai susidaro įvairiose ląstelės organelėse įvairių formų ir struktūrų amorfinių arba kristalinių nuosėdų pavidalu. Dažniausiai kristalų galima rasti branduolyje – nukleoplazmoje, kartais perinuklearinėje erdvėje, rečiau hialoplazmoje, plastidinėje stromoje, ER cisternų tęsiniuose, peroksisominėje matricoje ir mitochondrijose. Vakuolėse yra ir kristalinių, ir amorfinių baltymų inkliuzų. Didžiausi baltymų kristalų kiekiai randami sausų sėklų laikymo ląstelėse vadinamųjų formų aleuronas 3 grūdai arba baltyminiai kūnai.

Sandėliavimo baltymus sintezuoja ribosomos sėklų vystymosi metu ir nusėda į vakuoles. Kai sėklos sunoksta, kartu su dehidratacija, baltymų vakuolės išdžiūsta ir baltymai kristalizuojasi. Dėl to subrendusioje sausoje sėkloje baltymų vakuolės virsta baltymų kūnais (aleurono grūdeliais).

Augalas, kaip ir bet kuris gyvas organizmas, susideda iš ląstelių, o kiekvieną ląstelę taip pat generuoja ląstelė. Ląstelė – paprasčiausias ir esminis gyvo daikto vienetas, jos elementas, organizmo sandaros, vystymosi ir visų gyvybinių funkcijų pagrindas.

Yra augalų, pastatytų iš vienos ląstelės. Tai vienaląsčiai dumbliai ir vienaląsčiai grybai. Paprastai tai yra mikroskopiniai organizmai, tačiau yra ir gana didelių vienaląsčių (vienaląsčių jūros dumblių acetabularia ilgis siekia 7 cm). Dauguma augalų, su kuriais susiduriame kasdieniame gyvenime, yra daugialąsčiai organizmai, sudaryti iš daugybės ląstelių. Pavyzdžiui, viename sumedėjusio augalo lape jų yra apie 20 000 000. Jei medis turi 200 000 lapų (ir tai labai realus skaičius), tai visų jų skaičius yra 4 000 000 000 000 yra 15 kartų daugiau ląstelių.

Augalai, išskyrus kai kuriuos žemesnius, susideda iš organų, kurių kiekvienas atlieka savo funkciją organizme. Pavyzdžiui, žydinčių augalų organai yra šaknis, stiebas, lapas, žiedas. Kiekvienas organas paprastai yra sudarytas iš kelių audinių. Audinys yra ląstelių, kurios yra panašios struktūros ir funkcijos, rinkinys. Kiekvieno audinio ląstelės turi savo specialybę. Atlikdami savo specialybės darbus, jie prisideda prie viso augalo gyvavimo, kuris susideda iš įvairių ląstelių, organų ir audinių skirtingų darbo rūšių derinimo ir sąveikos.

Pagrindiniai, dažniausiai pasitaikantys komponentai, iš kurių gaminamos ląstelės, yra branduolys, citoplazma su daugybe įvairių struktūrų ir funkcijų organelių, membrana ir vakuolė. Membrana dengia ląstelės išorę, po ja yra citoplazma, joje – branduolys ir viena ar kelios vakuolės. Skirtingų audinių ląstelių struktūra ir savybės smarkiai skiriasi dėl skirtingos specializacijos. Išvardinti pagrindiniai komponentai ir organelės juose išsivysto nevienodai, turi skirtingą struktūrą, o kartais vieno ar kito komponento gali visai nebūti.

Pagrindinės audinių grupės, iš kurių statomi vegetatyviniai (tiesiogiai nesusiję su dauginimu) aukštesniojo augalo organai, yra šios: integumentiniai, baziniai, mechaniniai, laidūs, šalinamieji, meristeminiai. Kiekvienoje grupėje paprastai yra keli audiniai, kurių specializacija yra panaši, tačiau kiekvienas yra sukurtas savaip iš tam tikro tipo ląstelės. Organų audiniai nėra izoliuoti vienas nuo kito, bet sudaro audinių sistemas, kuriose kaitaliojasi atskirų audinių elementai. Taigi mediena yra mechaninio ir laidžiojo, o kartais ir bazinio audinio sistema.

Augalų ląstelėje reikia atskirti ląstelės membraną ir turinį. Pagrindinės gyvybinės savybės būdingos būtent ląstelės turiniui – protoplastui. Be to, suaugusio augalo ląstelėje yra vakuolė - ertmė, užpildyta ląstelių sultimis. Protoplastas susideda iš branduolio, citoplazmos ir jame esančių didelių organelių, matomų šviesos mikroskopu: plastidų, mitochondrijų. Savo ruožtu citoplazma yra sudėtinga sistema, turinti daugybę membraninių struktūrų, tokių kaip Golgi aparatas, endoplazminis tinklas, lizosomos ir nemembraninės struktūros - mikrovamzdeliai, ribosomos ir kt. Visos šios organelės yra panardintos į citoplazmos matricą. hialoplazma arba pagrindinė plazma.

Kiekviena iš organelių turi savo struktūrą ir ultrastruktūrą. Ultrastruktūra reiškia atskirų molekulių, sudarančių tam tikrą organelę, erdvinį išdėstymą. Net ir elektroninio mikroskopo pagalba ne visada įmanoma pamatyti mažesnių organelių (ribosomų) ultrastruktūrą. Tobulėjant mokslui, atrandama vis daugiau naujų struktūrinių darinių, esančių citoplazmoje, ir šiuo atžvilgiu mūsų šiuolaikinės idėjos apie tai jokiu būdu nėra galutinės. Ląstelių ir atskirų organelių dydžiai yra maždaug tokie: ląstelė 10 µm, branduolys 5-30 µm, chloroplastas 2-6 µm, mitochondrijos 0,5-5 µm, ribosomos 25 nm. Kuriant atskirų ląstelių organelių supramolekulines struktūras, didelę reikšmę turi vadinamieji silpnieji cheminiai ryšiai.

Svarbiausius vaidmenis atlieka vandenilis, van der Waals ir joninės jungtys. Svarbiausia ypatybė yra ta, kad šių ryšių susidarymo energija yra nereikšminga ir tik šiek tiek viršija molekulių šiluminio judėjimo kinetinę energiją. Štai kodėl silpni ryšiai lengvai susidaro ir lengvai nutrūksta. Vidutinė silpnosios grandies gyvenimo trukmė yra tik sekundės dalis. Kartu su silpnais cheminiais ryšiais didelę reikšmę turi hidrofobinė sąveika. Jie atsiranda dėl to, kad hidrofobinės molekulės arba molekulių dalys, esančios vandeninėje aplinkoje, yra išdėstytos taip, kad nesiliestų su vandeniu. Tuo pačiu metu vandens molekulės, jungdamosi viena su kita, tarsi išstumia nepolines grupes, suartindamos jas. Būtent silpnieji ryšiai daugiausia lemia makromolekulių, tokių kaip baltymai ir nukleino rūgštys, konformaciją (formą), kurios yra molekulių sąveikos ir dėl to tarpląstelinių struktūrų, įskaitant ląstelių organelius, formavimosi ir savaiminio surinkimo pagrindas.

Energija reikalinga sudėtingai citoplazmos struktūrai palaikyti. Pagal antrąjį termodinamikos dėsnį kiekviena sistema linkusi mažinti tvarką, mažinti entropiją. Todėl bet koks tvarkingas molekulių išdėstymas reikalauja energijos antplūdžio iš išorės. Atskirų organelių fiziologinių funkcijų išaiškinimas yra susijęs su jų išskyrimo (išskyrimo iš ląstelės) metodo sukūrimu. Tai diferencinio centrifugavimo metodas, pagrįstas atskirų protoplasto komponentų atskyrimu. Priklausomai nuo pagreičio, galima išskirti vis mažesnes organelių frakcijas. Bendras elektronų mikroskopijos ir diferencinio centrifugavimo metodų naudojimas leido apibūdinti atskirų organelių struktūros ir funkcijų ryšius.

Augalų ląstelė. Jo struktūra, funkcijos, cheminė sudėtis. Ląstelių organelės.

Organoidinis pavadinimas	Struktūra			Funkcijos
Membrana	Susideda iš pluošto. Ji labai elastinga (tai jos fizinė savybė). Susideda iš 3 sluoksnių: vidinis ir išorinis susideda iš baltymų molekulių; vidurinė yra sudaryta iš dvisluoksnės fosfolipidų molekulės. Išorinis apvalkalas yra minkštas, sudarytas iš glikokalikso molekulių.			Palaikymo funkcija
Plazmalemma	Labai plonas (10 mm). Išorinė pusė pagaminta iš angliavandenių, vidinė – iš storos baltymų molekulės. Padengtas 3-4 mm storio angliavandenių-glikolikso molekulėmis. Cheminis membranos pagrindas yra: baltymai - 60%, riebalai - 40% ir angliavandeniai - 2-10%.			*Pralaidumas; *Transporto skyrius; *Apsauginė funkcija.
Citoplazma	Pusiau skysta medžiaga, supanti branduolį-ląsteles. Pagrindas yra gioplazma. Jo sudėtis yra įvairi. Jame yra granuliuoti kūnai, baltymai, fermentai, nukleino rūgštys, angliavandeniai, ATP molekulės; sudėtyje yra tubulino baltymų molekulių.			Jis gali pereiti iš vienos būsenos (skysčio) į kitą – kietą ir atvirkščiai.
MEMBRANINIAI ORGANOIDAI
ER (endoplazminis tinklas)	Susideda iš ertmių ir kastuvų. Jis skirstomas į 2 tipus – granuliuotą ir lygų. Granuliuoti - pailgi kastuvai ir ertmės; yra tankios granulės. ER poros yra tarpusavyje sujungtos su branduolinės membranos poromis.			*Atsižvelgiama į glikolipidų molekulių sintezę ir jų transportavimą; *Atsižvelgiama į baltymų biosintezę ir sintetinančių medžiagų transportavimą.
Golgi kompleksas	Randama nervinėse ląstelėse. Jo membrana labai gerai sugeria osmio tirpalą. Golgi kompleksas yra visų eukariotinių ląstelių dalis. Kartais randama tinklo, sujungto ertmių sistema, forma. Jis gali būti ovalus arba širdies formos.			*Įsitraukia į ląstelių atliekų produktų susidarymą; *Suyra į diktiomą (dalijimosi metu); *Išskyrimo funkcija.
Lizosoma	Reiškia medžiagų tirpiklį. Aptinkama visose eukariotinėse ląstelėse (daugiausia leukocituose). Kompozicijoje yra hidrolizės fermentų. Lizosoma yra apsupta lipoproteinine membrana, kai ji sunaikinama, lizosomų fermentai veikia išorinę aplinką. Lizosomose yra apie 60 hidrolizės fermentų.			*F-i siurbimas; *F-I paskirstymas; *Apsauginė funkcija.
Mitochondrijos	Ląstelėje jis yra grūdelių, granulių pavidalo ir randamas nuo 1 iki 100 tūkst. Kiekis priklauso nuo ląstelės aktyvumo. Kartais mit-ria nuolat juda. Jos plg. ilgis 10 mikronų, skersmuo 0,2-1 mikronas. Jis priklauso dvigubos membranos organelėms ir kompozicijai. iš: a) išorinės membranos, b) vidinės membranos, c) tarpmembraninės erdvės. Mitochondrijų matricoje yra žiedinė DNR ir RNR, ribosomos, granulės ir kūnai. Sintetinami baltymai ir riebalai. Mitriją sudaro 65-70% baltymų, 25-30% lipidų, nukleorūgščių ir vitaminų. Mitochondrijos yra baltymų sintezės sistema.			*F-yu mit-rii kartais atlieka chloroplastai; *Transporto skyrius; *Baltymų sintezė; *ATP sintezė.
Plastidės – membraninės organelės	Tai yra pagrindinė auganti organelė. ląstelės. 1) chloroplastai - žali, ovalo formos, ilgis 5 mikronai, plotis 2-4 mikronai, storis - 7 mikronai. Viduje yra daug plačios membranos tilakoidų ir stromos baltymų, kurie sudaro jo masę. Yra nukleino rūgštys – DNR, RNR, ribosomos. Jie dauginasi dalijantis. 2) chromoplastai – skirtingų spalvų. Juose yra įvairių pigmentų. Jų vaidmuo yra puikus. 3) leukoplastai – bespalviai. Randama lytinių ląstelių audiniuose, sporų ir motininių lytinių ląstelių citoplazmose, sėklose, vaisiuose ir šaknyse. Jie sintetina ir kaupia krakmolą.			*Atlikti fotosintezės procesą
NEMEMBRANINIAI ORGANOIDAI
Ribosoma		Komp. iš dviejų dalių: didelės ir mažos. Jis turi kiaušinio formą, žr. skersmuo - 15-35nm. Yra 2 tipai: eukariotinis ir prokariotinis. Generolas Eukariotų dydis: 80s, mažas - 20s, didelis - 60s. Prokariotai: nuo 30 iki 70 metų (kinta). Ribosomų komp. iš RNR (50-60% iš baltymų).	*Čia vyksta baltymų biosintezė; *Baltymų molekulių sintezė; * Transporto skyrius.
Ląstelės centras		Komp. iš 2 centriolių, kurie yra cilindro formos, 1 µm ilgio. Centras dalijasi per pusę prieš ląstelių dalijimąsi ir yra ištraukiamas iš pusiaujo į ašigalius. Cl. centras padvigubinamas padalijimu.	*Įtraukiama į mejozę ir mitozę
Ląstelės branduolys		Jis turi sudėtingą struktūrą. Branduolinio apvalkalo komp. iš 2 trisluoksnių membranų. Branduolinės membranos poros atsiveria kaip ER poros. Ląstelės laikotarpiu branduolinė membrana išnyksta ir vėl formuojasi naujose ląstelėse. Membranos yra pusiau laidžios. Pagrindinis komp. iš chromosomų, branduolio sulčių, branduolio, RNR ir kitų dalių, kurios išsaugo paveldimą informaciją ir gyvo organizmo savybes.	*Apsauginė funkcija



Paprastai eukariotinė ląstelė turi vieną branduolį, tačiau yra dvibranduolių (blakstienų) ir daugiabranduolių (opalinių). Kai kurios labai specializuotos ląstelės branduolį netenka antrą kartą (žinduolių eritrocitai, gaubtasėklių sieteliai).
Šerdies forma sferinė, elipsoidinė, rečiau skiltinė, pupelės formos ir kt. Šerdies skersmuo dažniausiai yra nuo 3 iki 10 mikronų.

Pagrindinė struktūra:

1 - išorinė membrana; 2 - vidinė membrana; 3 - poros; 4 - branduolys; 5 - heterochromatinas; 6 - euchromatinas.

Branduolys nuo citoplazmos yra atskirtas dviem membranomis (kiekviena iš jų turi tipišką struktūrą). Tarp membranų yra siauras tarpas, užpildytas pusiau skysta medžiaga. Kai kuriose vietose membranos susilieja viena su kita, sudarydamos poras (3), per kurias vyksta medžiagų apykaita tarp branduolio ir citoplazmos. Išorinė branduolio (1) membrana pusėje, nukreiptoje į citoplazmą, yra padengta ribosomomis, suteikiančiomis jai šiurkštumą, vidinė (2) membrana yra lygi. Branduolinės membranos yra ląstelės membraninės sistemos dalis: išorinės branduolio membranos ataugos jungiasi prie endoplazminio tinklo kanalų, sudarydamos vieną komunikacinių kanalų sistemą.

Karioplazma (branduolių sultys, nukleoplazma) yra vidinis branduolio turinys, kuriame yra chromatinas ir vienas ar daugiau branduolių. Branduolio sultyse yra įvairių baltymų (įskaitant branduolinius fermentus) ir laisvųjų nukleotidų.

Branduolys (4) yra apvalus, tankus kūnas, panardintas į branduolio sultis. Branduolių skaičius priklauso nuo branduolio funkcinės būklės ir svyruoja nuo 1 iki 7 ar daugiau. Branduoliai randami tik nesidalijančiuose branduoliuose, jie išnyksta mitozės metu. Branduolys susidaro tam tikrose chromosomų dalyse, kuriose yra informacija apie rRNR struktūrą. Tokios sritys vadinamos branduolio organizatoriumi ir turi daugybę genų, koduojančių rRNR, kopijų. Ribosomų subvienetai susidaro iš rRNR ir baltymų, gaunamų iš citoplazmos. Taigi branduolys yra rRNR ir ribosomų subvienetų rinkinys skirtinguose jų formavimosi etapuose.

Chromatinas yra vidinė branduolio nukleoproteino struktūra, nudažyta tam tikrais dažais ir savo forma skiriasi nuo branduolio. Chromatinas yra gumulėlių, granulių ir siūlų pavidalo. Chromatino cheminė sudėtis: 1) DNR (30–45%), 2) histono baltymai (30–50%), 3) nehistoniniai baltymai (4–33%), todėl chromatinas yra dezoksiribonukleoproteinų kompleksas (DNP). Pagal chromatino funkcinę būseną jie skiriami: heterochromatinas (5) ir euchromatinas (6). Euchromatinas yra genetiškai aktyvus, heterochromatinas yra genetiškai neaktyvūs chromatino regionai. Euchromatinas neatskiriamas naudojant šviesos mikroskopiją, yra silpnai nudažytas ir atstovauja dekondensuotas (despiralizuotas, nesusuktas) chromatino dalis. Šviesos mikroskopu heterochromatinas atrodo kaip gumulėliai arba granulės, yra intensyviai nudažytas ir reprezentuoja kondensuotas (spiralizuotas, sutankintas) chromatino sritis. Chromatinas yra genetinės medžiagos egzistavimo forma tarpfazinėse ląstelėse. Ląstelių dalijimosi (mitozės, mejozės) metu chromatinas virsta chromosomomis.

Organoidai- nuolatiniai, būtinai esantys, specifines funkcijas atliekantys ląstelės komponentai.

Endoplazminis Tinklelis

Endoplazminis tinklas (ER), arba endoplazminis tinklas (ER), yra vienos membranos organelė. Tai membranų sistema, sudaranti "cisternas" ir kanalus, sujungtus vienas su kitu ir ribojančius vieną vidinę erdvę - EPS ertmes. Iš vienos pusės membranos yra sujungtos su citoplazmine membrana, o iš kitos – su išorine branduolio membrana. Yra dviejų tipų EPS: 1) šiurkštus (granuliuotas), kurio paviršiuje yra ribosomų, ir 2) lygus (agranulinis), kurio membranos ribosomų neneša.

Funkcijos: 1) medžiagų pernešimas iš vienos ląstelės dalies į kitą, 2) ląstelės citoplazmos padalijimas į skyrius ("skyrius"), 3) angliavandenių ir lipidų sintezė (sklandus ER), 4) baltymų sintezė (šiurkštus ER), 5) Golgi aparato formavimosi vieta .

Arba Golgi kompleksas, yra vienos membranos organelė. Jį sudaro suplotų „cisternų“ su praplatintais kraštais krūvos. Su jomis susijusi mažų vienamembranių pūslelių (Golgi pūslelių) sistema. Kiekvienas kaminas paprastai susideda iš 4-6 „cisternų“, yra struktūrinis ir funkcinis Golgi aparato vienetas ir vadinamas diktiozomu. Diktiosomų skaičius ląstelėje svyruoja nuo vieno iki kelių šimtų. Augalų ląstelėse išskiriamos diktiosomos.

Golgi aparatas dažniausiai yra šalia ląstelės branduolio (gyvūnų ląstelėse, dažnai netoli ląstelės centro).

Golgi aparato funkcijos: 1) baltymų, lipidų, angliavandenių kaupimas, 2) įeinančių organinių medžiagų modifikavimas, 3) baltymų, lipidų, angliavandenių „pakavimas“ į membranines pūsleles, 4) baltymų, lipidų, angliavandenių sekrecija, 5) angliavandenių ir lipidų sintezė. , 6) lizosomų susidarymo vieta Sekrecinė funkcija yra pati svarbiausia, todėl sekrecinėse ląstelėse Golgi aparatas yra gerai išvystytas.

Lizosomos

Lizosomos- vienos membranos organelės. Tai maži burbuliukai (skersmuo nuo 0,2 iki 0,8 mikrono), kuriuose yra hidrolizinių fermentų rinkinys. Fermentai sintetinami grubioje ER ir pereina į Golgi aparatą, kur modifikuojami ir supakuojami į membranines pūsleles, kurios, atsiskyrus nuo Golgi aparato, pačios tampa lizosomomis. Lizosomoje gali būti nuo 20 iki 60 skirtingų hidrolizinių fermentų tipų. Medžiagų skaidymas naudojant fermentus vadinamas lizės.

Yra: 1) pirminės lizosomos, 2) antrinės lizosomos. Lizosomos, kurios atsiskiria nuo Golgi aparato, vadinamos pirminėmis. Pirminės lizosomos yra faktorius, užtikrinantis fermentų egzocitozę iš ląstelės.

Antrinės vadinamos lizosomomis, susidarančiomis susiliejus pirminėms lizosomoms su endocitinėmis vakuolėmis. Tokiu atveju jie virškina medžiagas, kurios patenka į ląstelę fagocitozės arba pinocitozės būdu, todėl jas galima vadinti virškinimo vakuolėmis.

Autofagija- ląstelei nereikalingų struktūrų naikinimo procesas. Pirma, sunaikinama struktūra yra apsupta viena membrana, tada susidariusi membraninė kapsulė susilieja su pirmine lizosoma, todėl susidaro antrinė lizosoma (autofaginė vakuolė), kurioje ši struktūra suvirškinama. Virškinimo produktus absorbuoja ląstelės citoplazma, tačiau dalis medžiagos lieka nesuvirškinta. Antrinė lizosoma, kurioje yra ši nesuvirškinta medžiaga, vadinama likutiniu kūnu. Egzocitozės būdu iš ląstelės pašalinamos nesuvirškintos dalelės.

Autolizė- ląstelių savęs sunaikinimas, atsirandantis dėl lizosomų turinio išsiskyrimo. Paprastai autolizė vyksta metamorfozės metu (varlių buožgalvio uodegos išnykimas), gimdos involiucija po gimdymo ir audinių nekrozės srityse.

Lizosomų funkcijos: 1) tarpląstelinis organinių medžiagų virškinimas, 2) nereikalingų ląstelinių ir neląstelinių struktūrų naikinimas, 3) dalyvavimas ląstelių persitvarkymo procesuose.

Vakuolės

Vakuolės- vienos membranos organelės yra „talpykla“, užpildyta vandeniniais organinių ir neorganinių medžiagų tirpalais. ER ir Golgi aparatai dalyvauja formuojant vakuoles. Jaunų augalų ląstelėse yra daug mažų vakuolių, kurios, ląstelėms augant ir diferencijuojantis, susilieja viena su kita ir sudaro vieną didelę centrinė vakuolė. Centrinė vakuolė gali užimti iki 95% subrendusios ląstelės tūrio, branduolys ir organelės yra nustumti link ląstelės membranos. Membrana, ribojanti augalo vakuolę, vadinama tonoplastu. Skystis, užpildantis augalo vakuolę, vadinamas ląstelių sultys. Į ląstelių sulčių sudėtį įeina vandenyje tirpios organinės ir neorganinės druskos, monosacharidai, disacharidai, aminorūgštys, galutiniai arba toksiški medžiagų apykaitos produktai (glikozidai, alkaloidai) ir kai kurie pigmentai (antocianinai).

Gyvūnų ląstelėse yra smulkių virškinimo ir autofagijos vakuolių, priklausančių antrinių lizosomų grupei ir turinčių hidrolizinių fermentų. Vienaląsčiai gyvūnai taip pat turi susitraukiančias vakuoles, kurios atlieka osmoreguliacijos ir išskyrimo funkciją.

Vakuolės funkcijos: 1) vandens kaupimas ir saugojimas, 2) vandens-druskų apykaitos reguliavimas, 3) turgorinio slėgio palaikymas, 4) vandenyje tirpių metabolitų, atsarginių maistinių medžiagų kaupimas, 5) gėlių ir vaisių dažymas ir taip pritraukiami apdulkintojai ir sėklų platintojai. , 6) lizosomų funkcijos.

Susidaro endoplazminis tinklas, Golgi aparatas, lizosomos ir vakuolės vienas vakuolinis ląstelės tinklas, kurio atskiri elementai gali transformuotis vienas į kitą.

Mitochondrijos

1 - išorinė membrana;
2 - vidinė membrana; 3 - matrica; 4 - crista; 5 - daugiafermentinė sistema; 6 – žiedinė DNR.

Mitochondrijų forma, dydis ir skaičius labai skiriasi. Mitochondrijos gali būti lazdelės formos, apvalios, spiralės, puodelio formos arba šakotos formos. Mitochondrijų ilgis svyruoja nuo 1,5 iki 10 µm, skersmuo – nuo ​​0,25 iki 1,00 µm. Mitochondrijų skaičius ląstelėje gali siekti kelis tūkstančius ir priklauso nuo ląstelės metabolinio aktyvumo.

Mitochondriją riboja dvi membranos. Išorinė mitochondrijų membrana (1) yra lygi, vidinė (2) sudaro daugybę raukšlių - kristas(4). Cristae padidina vidinės membranos paviršiaus plotą, ant kurio yra multifermentinės sistemos (5), dalyvaujančios ATP molekulių sintezėje. Vidinė mitochondrijų erdvė užpildyta matrica (3). Matricoje yra žiedinė DNR (6), specifinė mRNR, prokariotinio tipo ribosomos (70S tipo) ir Krebso ciklo fermentai.

Mitochondrijų DNR nėra susijusi su baltymais („plika“), yra prijungta prie vidinės mitochondrijos membranos ir neša informaciją apie 30 baltymų struktūrą. Norint sukurti mitochondriją, reikia daug daugiau baltymų, todėl informacija apie daugumą mitochondrijų baltymų yra branduolio DNR, o šie baltymai sintetinami ląstelės citoplazmoje. Mitochondrijos gali savarankiškai daugintis dalijantis į dvi dalis. Tarp išorinės ir vidinės membranos yra protonų rezervuaras, kur vyksta H + kaupimasis.

Mitochondrijų funkcijos: 1) ATP sintezė, 2) organinių medžiagų skaidymas deguonimi.

Remiantis viena hipoteze (simbiogenezės teorija), mitochondrijos atsirado iš senovinių laisvai gyvenančių aerobinių prokariotinių organizmų, kurie, netyčia prasiskverbę į šeimininko ląstelę, vėliau su ja sudarė abipusiai naudingą simbiotinį kompleksą. Šią hipotezę patvirtina šie duomenys. Pirma, mitochondrijų DNR turi tas pačias struktūrines savybes kaip ir šiuolaikinių bakterijų DNR (uždaryta žiede, nesusijusi su baltymais). Antra, mitochondrijų ribosomos ir bakterinės ribosomos priklauso tam pačiam tipui - 70S tipui. Trečia, mitochondrijų dalijimosi mechanizmas yra panašus į bakterijų. Ketvirta, mitochondrijų ir bakterijų baltymų sintezę slopina tie patys antibiotikai.

Plastidai

1 - išorinė membrana; 2 - vidinė membrana; 3 - stroma; 4 - tilakoidas; 5 - grana; 6 - lamelės; 7 - krakmolo grūdeliai; 8 - lipidų lašai.

Plastidės būdingos tik augalų ląstelėms. Išskirti trys pagrindiniai plastidų tipai: leukoplastai yra bespalvės plastidės nespalvotų augalų dalių ląstelėse, chromoplastai – spalvotos plastidės dažniausiai geltonos, raudonos ir oranžinės spalvos, chloroplastai – žalios spalvos plastidės.

Chloroplastai. Aukštesnių augalų ląstelėse chloroplastai turi abipus išgaubto lęšio formą. Chloroplastų ilgis svyruoja nuo 5 iki 10 µm, skersmuo – nuo ​​2 iki 4 µm. Chloroplastus riboja dvi membranos. Išorinė membrana (1) yra lygi, vidinė (2) turi sudėtingą sulankstytą struktūrą. Mažiausia raukšlė vadinama tilakoidas(4). Tylakoidų grupė, išsidėsčiusi kaip monetų šūsnis, vadinama aspektas(5). Chloroplaste yra vidutiniškai 40–60 grūdelių, išsidėsčiusių šaškių lentos tvarka. Granos yra sujungtos viena su kita plokščiais kanalais - lamelės(6). Tiloidinėse membranose yra fotosintezės pigmentų ir fermentų, kurie užtikrina ATP sintezę. Pagrindinis fotosintezės pigmentas yra chlorofilas, kuris lemia žalią chloroplastų spalvą.

Vidinė chloroplastų erdvė yra užpildyta stroma(3). Stromoje yra žiedinė „plika“ DNR, 70S tipo ribosomos, Kalvino ciklo fermentai ir krakmolo grūdeliai (7). Kiekvieno tilakoido viduje yra protonų rezervuaras, o H + kaupiasi. Chloroplastai, kaip ir mitochondrijos, geba autonomiškai daugintis dalindamiesi į dvi dalis. Jų yra aukštesniųjų augalų žaliųjų dalių ląstelėse, ypač daug chloroplastų lapuose ir žaliuose vaisiuose. Žemesnių augalų chloroplastai vadinami chromatoforais.

Chloroplastų funkcijos: fotosintezė. Manoma, kad chloroplastai atsirado iš senovės endosimbiotinių melsvadumblių (simbiogenezės teorija). Šios prielaidos pagrindas yra chloroplastų ir šiuolaikinių bakterijų panašumas pagal daugybę savybių (apvali, „nuoga“ DNR, 70S tipo ribosomos, dauginimosi metodas).

Leukoplastai. Forma skiriasi (sferinė, apvali, kupeta ir kt.). Leukoplastus riboja dvi membranos. Išorinė membrana lygi, vidinė sudaro nedaug tilakoidų. Stromoje yra žiedinė „nuoga“ DNR, 70S tipo ribosomos, fermentai rezervinių maistinių medžiagų sintezei ir hidrolizei. Pigmentų nėra. Ypač daug leukoplastų turi augalo požeminių organų ląstelės (šaknys, gumbai, šakniastiebiai ir kt.). Leukoplastų funkcijos: rezervinių maistinių medžiagų sintezė, kaupimas ir saugojimas. Amiloplastai- leukoplastai, kurie sintetina ir kaupia krakmolą, elaioplastai- aliejus, proteinoplastai- baltymai. Tame pačiame leukoplaste gali kauptis skirtingos medžiagos.

Chromoplastai. Apribotas dviem membranomis. Išorinė membrana lygi, vidinė arba lygi, arba sudaro pavienius tilakoidus. Stromoje yra žiedinė DNR ir pigmentai – karotenoidai, kurie suteikia chromoplastams geltoną, raudoną arba oranžinę spalvą. Pigmentų kaupimosi forma yra skirtinga: kristalų pavidalo, ištirpusių lipidų lašeliuose (8) ir kt. Esama subrendusių vaisių, žiedlapių, rudeninių lapų, retai – šakniavaisių ląstelėse. Chromoplastai laikomi paskutiniu plastidų vystymosi etapu.

Chromoplastų funkcijos: dažyti gėles ir vaisius ir taip pritraukti apdulkintojus bei sėklų platintojus.

Iš proplastidų galima suformuoti visų tipų plastidus. Proplastidai- mažos organelės, esančios meristematiniuose audiniuose. Kadangi plastidų kilmė yra bendra, galimos jų tarpusavio konversijos. Leukoplastai gali virsti chloroplastais (bulvių gumbų žalėjimas šviesoje), chloroplastai – chromoplastais (lapų pageltimas ir vaisių paraudimas). Manoma, kad chromoplastų pavertimas leukoplastais arba chloroplastais yra neįmanomas.

Ribosomos

1 - didelis subvienetas; 2 - mažas subvienetas.

Ribosomos- nemembraninės organelės, kurių skersmuo apytiksliai 20 nm. Ribosomos susideda iš dviejų subvienetų – didelio ir mažo, į kuriuos jos gali išsiskirti. Ribosomų cheminė sudėtis yra baltymai ir rRNR. rRNR molekulės sudaro 50–63% ribosomos masės ir sudaro jos struktūrinį karkasą. Yra dviejų tipų ribosomos: 1) eukariotinės (su nusėdimo konstantomis visai ribosomai – 80S, mažo subvieneto – 40S, didžiosios – 60S) ir 2) prokariotinės (atitinkamai 70S, 30S, 50S).

Eukariotų tipo ribosomose yra 4 rRNR molekulės ir apie 100 baltymų molekulių, o prokariotinio tipo yra 3 rRNR molekulės ir apie 55 baltymų molekulės. Baltymų biosintezės metu ribosomos gali „dirbti“ atskirai arba susijungti į kompleksus - poliribosomos (polisomos). Tokiuose kompleksuose jie yra sujungti vienas su kitu viena mRNR molekule. Prokariotinės ląstelės turi tik 70S tipo ribosomas. Eukariotinės ląstelės turi ir 80S tipo ribosomas (šiurkščios EPS membranos, citoplazma), ir 70S tipo (mitochondrijas, chloroplastus).

Eukariotų ribosomų subvienetai susidaro branduolyje. Subvienetai susijungia į visą ribosomą citoplazmoje, dažniausiai baltymų biosintezės metu.

Ribosomų funkcijos: polipeptidinės grandinės surinkimas (baltymų sintezė).

Citoskeletas

Citoskeletas susidaro iš mikrotubulių ir mikrofilamentų. Mikrovamzdeliai yra cilindrinės, neišsišakojusios struktūros. Mikrovamzdelių ilgis svyruoja nuo 100 µm iki 1 mm, skersmuo yra maždaug 24 nm, sienelės storis 5 nm. Pagrindinis cheminis komponentas yra baltymas tubulinas. Mikrovamzdelius sunaikina kolchicinas. Mikrofilamentai yra gijos, kurių skersmuo yra 5-7 nm ir susideda iš baltymo aktino. Mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai sudaro sudėtingus pynimus citoplazmoje. Citoskeleto funkcijos: 1) ląstelės formos nustatymas, 2) organelių palaikymas, 3) verpstės formavimas, 4) dalyvavimas ląstelių judesiuose, 5) citoplazminio srauto organizavimas.

Apima dvi centrioles ir centrosferą. Centriolė yra cilindras, kurio sienelę sudaro devynios trijų susiliejusių mikrovamzdelių grupės (9 tripletai), tam tikrais intervalais sujungtų kryžminėmis jungtimis. Centroliai yra sujungti poromis, kur jie yra stačiu kampu vienas kito atžvilgiu. Prieš ląstelių dalijimąsi centrioliai nukrypsta į priešingus polius ir šalia kiekvieno iš jų atsiranda dukterinė centriolė. Jie sudaro dalijimosi veleną, kuris prisideda prie tolygaus genetinės medžiagos pasiskirstymo tarp dukterinių ląstelių. Aukštesniųjų augalų ląstelėse (gymnosėkliai, gaubtasėkliai) ląstelės centre centriolių nėra. Centrioliai yra savaime besidauginantys citoplazmos organeliai, atsirandantys dėl esamų centriolių dubliavimo. Funkcijos: 1) chromosomų nukrypimo į ląstelės polius užtikrinimas mitozės ar mejozės metu, 2) citoskeleto organizavimo centras.

Judėjimo organoidai

Ne visose ląstelėse. Judėjimo organelės apima blakstienas (blakstienas, kvėpavimo takų epitelis), žvynelius (flagelatus, spermatozoidus), pseudopodus (šakniastiebius, leukocitus), miofibriles (raumenų ląsteles) ir kt.

Vėliava ir blakstienos- gijų formos organelės, atstovaujančios membrana apribotą aksonemą. Aksonema yra cilindro formos struktūra; cilindro sienelę sudaro devynios poros mikrovamzdelių jo centre yra du pavieniai mikrovamzdeliai. Aksonemos pagrinde yra baziniai kūnai, kuriuos vaizduoja du vienas kitą statmenos centriolės (kiekvienas bazinis kūnas susideda iš devynių mikrovamzdelių tripletų; jo centre mikrovamzdelių nėra). Žiedyno ilgis siekia 150 mikronų, blakstienos kelis kartus trumpesnės.

Miofibrilės susideda iš aktino ir miozino miofilamentų, kurie užtikrina raumenų ląstelių susitraukimą.

Eiti į paskaitos Nr.6"Eukariotinė ląstelė: citoplazma, ląstelės membrana, ląstelių membranų struktūra ir funkcijos"

Kviečiame susipažinti su medžiagomis ir.

: celiuliozės membrana, membrana, citoplazma su organelėmis, branduolys, vakuolės su ląstelių sultimis.

Plastidų buvimas yra pagrindinė augalo ląstelės savybė.

Ląstelės membranos funkcijos– nustato ląstelės formą, saugo nuo aplinkos veiksnių.

Plazmos membrana- plona plėvelė, susidedanti iš sąveikaujančių lipidų ir baltymų molekulių, atriboja vidinį turinį nuo išorinės aplinkos, užtikrina vandens, mineralų ir organinių medžiagų pernešimą į ląstelę osmoso ir aktyvaus transportavimo būdu, taip pat pašalina atliekas.

Citoplazma- vidinė pusiau skysta ląstelės aplinka, kurioje yra branduolys ir organelės, užtikrina jų tarpusavio ryšius, dalyvauja pagrindiniuose gyvybės procesuose.

Endoplazminis Tinklelis- išsišakojusių kanalų tinklas citoplazmoje. Jis dalyvauja baltymų, lipidų ir angliavandenių sintezėje bei medžiagų pernešime. Ribosomos yra ER arba citoplazmoje esantys kūnai, susidedantys iš RNR ir baltymų ir dalyvaujantys baltymų sintezėje. EPS ir ribosomos yra vienas aparatas, skirtas baltymų sintezei ir transportavimui.

Mitochondrijos- organelės, atskirtos nuo citoplazmos dviem membranomis. Juose oksiduojasi organinės medžiagos ir dalyvaujant fermentams sintetinamos ATP molekulės. Vidinės membranos, ant kurios yra išsidėstę fermentai, paviršiaus padidėjimas dėl cristae. ATP yra daug energijos turinti organinė medžiaga.

Plastidai(chloroplastai, leukoplastai, chromoplastai), jų kiekis ląstelėje yra pagrindinis augalo organizmo požymis. Chloroplastai yra plastidai, kuriuose yra žalio pigmento chlorofilo, kuris sugeria šviesos energiją ir naudoja ją organinėms medžiagoms sintetinti iš anglies dioksido ir vandens. Chloroplastai nuo citoplazmos yra atskirti dviem membranomis, daugybe ataugų - vidinėje membranoje esančios granos, kuriose yra chlorofilo molekulės ir fermentai.

Golgi kompleksas- ertmių sistema, atskirta nuo citoplazmos membrana. Baltymų, riebalų ir angliavandenių kaupimasis juose. Riebalų ir angliavandenių sintezės vykdymas ant membranų.

Lizosomos- kūnai, atskirti nuo citoplazmos viena membrana. Juose esantys fermentai pagreitina sudėtingų molekulių skilimą į paprastas: baltymus į aminorūgštis, sudėtingus angliavandenius į paprastas, lipidus į glicerolį ir riebalų rūgštis, taip pat sunaikina negyvas ląstelės dalis ir visas ląsteles.

Vakuolės- ertmės citoplazmoje, užpildytos ląstelių sultimis, rezervinių maistinių medžiagų ir kenksmingų medžiagų kaupimosi vieta; jie reguliuoja vandens kiekį ląstelėje.

Šerdis- pagrindinė ląstelės dalis, iš išorės uždengta dviejų membranų pervertu branduolio apvalkalu. Medžiagos patenka į šerdį ir iš jos pašalinamos per poras. Chromosomos yra paveldimos informacijos apie organizmo savybes, pagrindines branduolio struktūras, kurių kiekviena susideda iš vienos DNR molekulės, sujungtos su baltymais, nešėjai. Branduolys yra DNR, mRNR ir rRNR sintezės vieta.

Išorinės membranos, citoplazmos su organelėmis ir branduolio su chromosomomis buvimas.

Išorinė arba plazminė membrana- atriboja ląstelės turinį nuo aplinkos (kitos ląstelės, tarpląstelinė medžiaga), susideda iš lipidų ir baltymų molekulių, užtikrina ryšį tarp ląstelių, medžiagų transportavimą į ląstelę (pinocitozė, fagocitozė) ir iš ląstelės.

Citoplazma- vidinė pusiau skysta ląstelės aplinka, užtikrinanti ryšį tarp branduolio ir joje esančių organelių. Pagrindiniai gyvybės procesai vyksta citoplazmoje.

Ląstelių organelės:

1) endoplazminis tinklas (ER)- išsišakojusių kanalėlių sistema, dalyvauja baltymų, lipidų ir angliavandenių sintezėje, medžiagų pernešime ląstelėje;

2) ribosomos- kūnai, turintys rRNR, yra ER ir citoplazmoje ir dalyvauja baltymų sintezėje. EPS ir ribosomos yra vienas baltymų sintezės ir transportavimo aparatas;

3) mitochondrijos- ląstelės „elektrinės“, atskirtos nuo citoplazmos dviem membranomis. Vidinė formuoja cristae (sulenkimus), padidindama jos paviršių. Ant krislų esantys fermentai pagreitina organinių medžiagų oksidaciją ir daug energijos turinčių ATP molekulių sintezę;

4) Golgi kompleksas- ertmių grupė, atskirta membrana nuo citoplazmos, užpildyta baltymais, riebalais ir angliavandeniais, kurie naudojami gyvybiniuose procesuose arba pašalinami iš ląstelės. Komplekso membranos atlieka riebalų ir angliavandenių sintezę;

5) lizosomos- fermentų pripildyti kūnai pagreitina baltymų skilimą į aminorūgštis, lipidus į glicerolį ir riebalų rūgštis, polisacharidus į monosacharidus. Lizosomose sunaikinamos negyvos ląstelės dalys, ištisos ląstelės.

Ląstelių inkliuzai- atsarginių maistinių medžiagų sankaupos: baltymai, riebalai ir angliavandeniai.

Šerdis– svarbiausia ląstelės dalis. Jis padengtas dvigubu membraniniu apvalkalu su poromis, per kurias vienos medžiagos prasiskverbia į branduolį, o kitos patenka į citoplazmą. Chromosomos yra pagrindinės branduolio struktūros, paveldimos informacijos apie organizmo ypatybes nešėjos. Ji perduodama dalijantis motininei ląstelei dukterinėms ląstelėms, o su lytinėmis ląstelėmis – dukteriniams organizmams. Branduolys yra DNR, mRNR ir rRNR sintezės vieta.

Pratimas:

Paaiškinkite, kodėl organelės vadinamos specializuotomis ląstelių struktūromis?

Atsakymas: organelės vadinamos specializuotomis ląstelių struktūromis, nes atlieka griežtai apibrėžtas funkcijas, paveldima informacija saugoma branduolyje, ATP sintetinamas mitochondrijose, fotosintezė vyksta chloroplastuose ir kt.

Jei turite klausimų apie citologiją, galite kreiptis