Organoīdi – pastāvīgas un būtiskas šūnu sastāvdaļas; specializētas šūnas citoplazmas zonas, kurām ir noteikta struktūra un kas šūnā veic noteiktas funkcijas. Ir vispārēja un īpaša mērķa organoīdi.

Vispārējas nozīmes organellas atrodas lielākajā daļā šūnu (endoplazmatiskais tīkls, mitohondriji, plastidi, Golgi komplekss, lizosomas, vakuoli, šūnu centrs, ribosomas). Speciāliem nolūkiem paredzētie organelli ir raksturīgi tikai specializētām šūnām (miofibrilām, flagellas, cilijām, saraušanās un gremošanas vakuolām). Organellām (izņemot ribosomas un šūnu centru) ir membrānas struktūra.

Endoplazmatiskais tīkls (ER) – Šī ir sazarota savstarpēji savienotu dobumu, cauruļu un kanālu sistēma, ko veido elementārās membrānas un kas iekļūst visā šūnas biezumā. Atvēra 1943. gadā Porters. Īpaši daudz endoplazmas retikuluma kanālu ir šūnās ar intensīvu metabolismu. Vidēji EPS apjoms svārstās no 30% līdz 50% no kopējā šūnu tilpuma. EPS ir labila. Iekšējo spraugu un cana forma

zivis, to izmērs, atrašanās vieta šūnā un daudzums mainās dzīves laikā. Šūna ir vairāk attīstīta dzīvniekiem. ER ir morfoloģiski un funkcionāli saistīts ar citoplazmas robežslāni, kodola apvalku, ribosomām, Golgi kompleksu un vakuoliem, kopā ar tiem veidojot vienotu funkcionālu un strukturālu sistēmu vielmaiņas, enerģijas un vielu kustībai šūnā. . Mitohondriji un plastidi uzkrājas netālu no endoplazmatiskā tīkla.

Ir divu veidu EPS: raupja un gluda. Tauku un ogļhidrātu sintēzes sistēmu enzīmi ir lokalizēti uz gludās (agranulārās) ER membrānām: šeit notiek ogļhidrātu un gandrīz visu šūnu lipīdu sintēze. Endoplazmatiskā tīkla gludās šķirnes membrānas dominē tauku dziedzeru šūnās, aknās (glikogēna sintēze) un šūnās ar augstu barības vielu saturu (augu sēklas). Ribosomas atrodas uz rupjā (granulētā) EPS membrānas, kur notiek olbaltumvielu biosintēze. Daļa no to sintezētajām olbaltumvielām ir iekļautas endoplazmatiskā tīkla membrānā, pārējās nonāk tās kanālu lūmenā, kur tās tiek pārveidotas un transportētas uz Golgi kompleksu. Īpaši daudz raupju membrānu ir dziedzeru šūnās un nervu šūnās.

Rīsi. Rupjš un gluds endoplazmatiskais tīkls.

Rīsi. Vielu transportēšana caur kodolu – endoplazmatiskais tīkls (ER) – Golgi kompleksā sistēma.

Endoplazmatiskā retikuluma funkcijas:

1) olbaltumvielu (rupja EPS), ogļhidrātu un lipīdu sintēze (gluda EPS);

2) vielu transportēšana, gan iekļūstot šūnā, gan no jauna sintezēto;

3) citoplazmas sadalīšana nodalījumos (nodalījumos), kas nodrošina enzīmu sistēmu telpisku atdalīšanu, kas nepieciešama to secīgai iekļūšanai bioķīmiskās reakcijās.

Mitohondriji – atrodas gandrīz visu veidu vienšūnu un daudzšūnu organismu šūnās (izņemot zīdītāju eritrocītus). To skaits dažādās šūnās atšķiras un ir atkarīgs no šūnas funkcionālās aktivitātes līmeņa. Žurku aknu šūnā to ir aptuveni 2500, dažu mīkstmiešu tēviņu reproduktīvajā šūnā - 20 - 22. Lidojošo putnu krūšu muskuļos to ir vairāk nekā nelidojošu putnu krūšu muskuļos.

Mitohondrijiem ir sfēriska, ovāla un cilindriska ķermeņa forma. Izmēri ir 0,2 - 1,0 mikroni diametrā un līdz 5 - 7 mikroniem garumā.

Rīsi. Mitohondriji.

Vītņveida formu garums sasniedz 15-20 mikronus. No ārpuses mitohondrijus ierobežo gluda ārējā membrāna, kas pēc sastāva ir līdzīga plazmalemmai. Iekšējā membrāna veido daudzus izaugumus - cristae - un satur daudzus enzīmus, ATP-some (sēņu ķermeņus), kas ir iesaistīti barības vielu enerģijas pārvēršanas procesos ATP enerģijā. Cristae skaits ir atkarīgs no šūnas funkcijas. Muskuļu mitohondrijās ir daudz kristālu, kas aizņem visu orgānu iekšējo dobumu. Embrionālo šūnu mitohondrijās cristae ir reti sastopamas. Augos iekšējās membrānas izaugumiem bieži ir cauruļu forma. Mitohondriju dobums ir piepildīts ar matricu, kas satur ūdeni, minerālsāļus, fermentu proteīnus un aminoskābes. Mitohondrijiem ir autonoma proteīnu sintezēšanas sistēma: apļveida DNS molekula, dažāda veida RNS un ribosomas, kas ir mazākas par citoplazmā esošajām.

Mitohondriji ir cieši saistīti ar endoplazmatiskā tīkla membrānām, kuru kanāli bieži atveras tieši mitohondrijās. Pieaugot orgāna slodzei un pastiprinoties sintētiskajiem procesiem, kuriem nepieciešama enerģija, kontakti starp EPS un mitohondrijiem kļūst īpaši daudz. Mitohondriju skaits var strauji palielināties, sadaloties. Mitohondriju spēja vairoties ir saistīta ar DNS molekulas klātbūtni tajos, kas atgādina baktēriju cirkulāro hromosomu.

Mitohondriju funkcijas:

1) universāla enerģijas avota - ATP sintēze;

2) steroīdo hormonu sintēze;

3) specifisku proteīnu biosintēze.

Plastīdi - organellas ar membrānas struktūru, kas raksturīgas tikai augu šūnām. Tajos notiek ogļhidrātu, olbaltumvielu un tauku sintēzes procesi. Pamatojoties uz pigmenta saturu, tos iedala trīs grupās: hloroplasti, hromoplasti un leikoplasti.

Hloroplastiem ir relatīvi nemainīga eliptiska vai lēcas forma. Lielākais diametra izmērs ir 4-10 mikroni. Skaitlis šūnā svārstās no dažām vienībām līdz vairākiem desmitiem. To izmērs, krāsas intensitāte, skaits un atrašanās šūnā ir atkarīga no apgaismojuma apstākļiem, augu sugas un fizioloģiskā stāvokļa.

Rīsi. Hloroplasts, struktūra.

Tie ir proteīnu-lipīdu ķermeņi, kas sastāv no 35-55% olbaltumvielu, 20-30% lipīdu, 9% hlorofila, 4-5% karotinoīdu, 2-4% nukleīnskābju. Ogļhidrātu daudzums ir atšķirīgs; tika atklāts noteikts daudzums minerālvielu: Hlorofils - organiskās divbāziskās skābes esteris - hlorofilīns un organiskie spirti - metils (CH 3 OH) un fitols (C 20 H 39 OH). Augstākajos augos hlorofils a vienmēr atrodas hloroplastos - tam ir zilganzaļa krāsa, bet hlorofils b - dzeltenzaļš; Turklāt hlorofila saturs ir vairākas reizes lielāks.

Papildus hlorofilam hloroplastos ietilpst pigmenti - karotīns C 40 H 56 un ksantofils C 40 H 56 O 2 un daži citi pigmenti (karotinoīdi). Zaļā lapā dzeltenie hlorofila pavadoņi ir maskēti ar košāku zaļu krāsu. Taču rudenī, lapām krītot, vairumā augu hlorofils tiek iznīcināts un tad tiek konstatēta karotinoīdu klātbūtne lapā – lapa kļūst dzeltena.

Hloroplasts ir pārklāts ar dubultu apvalku, kas sastāv no ārējās un iekšējās membrānas. Iekšējam saturam - stromai - ir lamelāra (lamelāra) struktūra. Bezkrāsainajā stromā izšķir granas - zaļas krāsas ķermeņus, 0,3 - 1,7 μm. Tie ir tilakoīdu kolekcija - slēgti ķermeņi plakanu pūslīšu vai membrānas izcelsmes disku veidā. Hlorofils monomolekulāra slāņa formā atrodas starp proteīna un lipīdu slāņiem ciešā saistībā ar tiem. Pigmenta molekulu telpiskais izvietojums hloroplastu membrānu struktūrās ir ļoti atbilstošs un rada optimālus apstākļus visefektīvākajai starojuma enerģijas absorbcijai, pārraidei un izmantošanai. Lipīdi veido hloroplastu membrānu bezūdens dielektriskos slāņus, kas nepieciešami elektronu transportēšanas ķēdes funkcionēšanai. Saišu lomu elektronu pārneses ķēdē veic olbaltumvielas (citohromi, plastohinoni, ferredoksīns, plastocianīns) un atsevišķi ķīmiskie elementi - dzelzs, mangāns u.c. Graudu skaits hloroplastā ir no 20 līdz 200. Starp graudiem, savienojot tās savā starpā, atrodas stromas lamelas. Granulētām lamelām un stromas lamelām ir membrānas struktūra.

Hloroplasta iekšējā struktūra ļauj telpiski atdalīt daudzas un dažādas reakcijas, kas kopā veido fotosintēzes saturu.

Hloroplasti, tāpat kā mitohondriji, satur specifisku RNS un DNS, kā arī mazākas ribosomas un visu molekulāro arsenālu, kas nepieciešams proteīnu biosintēzei. Šajās organellās ir pietiekams daudzums mRNS, lai nodrošinātu maksimālu proteīnu sintezējošās sistēmas aktivitāti. Tajā pašā laikā tie satur arī pietiekami daudz DNS, lai kodētu noteiktus proteīnus. Viņi vairojas daloties, vienkārši sašaurinoties.

Ir konstatēts, ka hloroplasti var mainīt savu formu, izmēru un stāvokli šūnā, tas ir, tie spēj pārvietoties neatkarīgi (hloroplasta taksis). Tajos tika atrasti divu veidu kontraktilie proteīni, kuru dēļ acīmredzot notiek šo organellu aktīvā kustība citoplazmā.

Hromoplasti ir plaši izplatīti augu ģeneratīvajos orgānos. Tie iekrāso ziedu (sviesta, dāliju, saulespuķu) un augļu (tomāti, pīlādžu ogas, rožu gurni) ziedlapiņas dzeltenā, oranžā un sarkanā krāsā. Veģetatīvos orgānos hromoplasti ir daudz retāk sastopami.

Hromoplastu krāsa ir saistīta ar karotinoīdu - karotīna, ksantofila un likopēna klātbūtni, kas plastidos ir dažādos stāvokļos: kristālu veidā, lipoīdu šķīdumā vai kombinācijā ar olbaltumvielām.

Hromoplastiem, salīdzinot ar hloroplastiem, ir vienkāršāka struktūra – tiem trūkst slāņveida struktūras. Arī ķīmiskais sastāvs ir atšķirīgs: pigmenti – 20–50%, lipīdi līdz 50%, olbaltumvielas – ap 20%, RNS – 2–3%. Tas norāda uz mazāku hloroplastu fizioloģisko aktivitāti.

Leikoplasti nesatur pigmentus un ir bezkrāsaini. Šie mazākie plastidi ir apaļi, olveida vai stieņa formas. Šūnā tie bieži ir sagrupēti ap kodolu.

Iekšējā struktūra ir vēl mazāk diferencēta salīdzinājumā ar hloroplastiem. Viņi veic cietes, tauku un olbaltumvielu sintēzi. Saskaņā ar to tiek izdalīti trīs veidu leikoplasti - amiloplasti (ciete), oleoplasti (augu eļļas) un proteoplasti (olbaltumvielas).

Leikoplasti rodas no proplastīdiem, ar kuriem tie ir līdzīgi pēc formas un struktūras, atšķiras tikai pēc izmēra.

Visi plastidi ir ģenētiski saistīti viens ar otru. Tie veidojas no proplastīdiem – sīkiem bezkrāsainiem citoplazmas veidojumiem, kas pēc izskata līdzīgi mitohondrijiem. Proplastīdi ir atrodami sporās, olās un embriju augšanas punktu šūnās. Hloroplasti (gaismā) un leikoplasti (tumsā) veidojas tieši no proplastīdiem, un no tiem attīstās hromoplasti, kas ir gala produkts plastidu evolūcijā šūnā.

Golgi komplekss - pirmo reizi 1898. gadā dzīvnieku šūnās atklāja itāļu zinātnieks Golgi. Šī ir iekšējo dobumu, cisternu (5-20), kas atrodas tuvu un paralēli viena otrai, un lielu un mazu vakuolu sistēma. Visām šīm formācijām ir membrānas struktūra un tās ir specializētas endoplazmatiskā tīkla sadaļas. Dzīvnieku šūnās Golgi komplekss ir labāk attīstīts nekā augu šūnās; pēdējās to sauc par diktiosomām.

Rīsi. Golgi kompleksa uzbūve.

Proteīni un lipīdi, kas nonāk lamelārajā kompleksā, iziet dažādas transformācijas, uzkrājas, šķirojas, iepakojas sekrēcijas pūslīšos un tiek transportēti uz galamērķi: uz dažādām struktūrām šūnas iekšienē vai ārpus šūnas. Golgi kompleksa membrānas arī sintezē polisaharīdus un veido lizosomas. Piena dziedzeru šūnās Golgi komplekss ir iesaistīts piena veidošanā, bet aknu šūnās - žults.

Golgi kompleksa funkcijas:

1) šūnā sintezēto un no ārpuses saņemto olbaltumvielu, tauku, polisaharīdu un vielu koncentrēšana, dehidratācija un sablīvēšana;

2) organisko vielu komplekso kompleksu komplektēšana un sagatavošana izvadīšanai no šūnas (celuloze un hemiceluloze augos, glikoproteīni un glikolipīdi dzīvniekiem);

3) polisaharīdu sintēze;

4) primāro lizosomu veidošanās.

Lizosomas - mazi ovāli ķermeņi ar diametru 0,2-2,0 mikroni. Centrālo pozīciju ieņem vakuola, kurā atrodas 40 (pēc dažādiem avotiem 30-60) hidrolītiskie enzīmi, kas skābā vidē (pH 4,5-5) spēj sadalīt olbaltumvielas, nukleīnskābes, polisaharīdus, lipīdus un citas vielas.

Ap šo dobumu ir stroma, kas no ārpuses pārklāta ar elementāru membrānu. Vielu sadalīšanos ar enzīmu palīdzību sauc par līzi, tāpēc organellu sauc par lizosomu. Lizosomu veidošanās notiek Golgi kompleksā. Primārās lizosomas tuvojas tieši pinocitotiskām vai fagocitotiskām vakuolām (endosomām) un izlej to saturu to dobumā, veidojot sekundārās lizosomas (fagosomas), kurās notiek vielu gremošana. Lizes produkti caur lizosomu membrānu nonāk citoplazmā un tiek iekļauti turpmākajā metabolismā. Sekundārās lizosomas ar nesagremotu vielu paliekām sauc par atlieku ķermeņiem. Sekundāro lizosomu piemērs ir vienšūņu gremošanas vakuoli.

Lizosomu funkcijas:

1) pārtikas makromolekulu un svešķermeņu, kas nonāk šūnā pineālās un fagocitozes laikā, intracelulāra gremošana, nodrošinot šūnu ar papildu izejvielām bioķīmiskiem un enerģētiskajiem procesiem;

2) badošanās laikā lizosomas sagremo dažus organellus un uz kādu laiku papildina barības vielu krājumus;

3) embriju un kāpuru pagaidu orgānu (vardei astes un žaunu) iznīcināšana postembrionālās attīstības laikā;

Rīsi. Lizosomu veidošanās

Vakuoli – dobumi augu šūnu un protistu citoplazmā, kas piepildīti ar šķidrumu. Viņiem ir pūslīšu, plānu kanāliņu un citu formu forma. Vakuoli veidojas no endoplazmatiskā tīkla paplašinājumiem un Golgi kompleksa pūslīšiem kā plānākajiem dobumiem, tad, šūnai augot un uzkrājoties vielmaiņas produktiem, to apjoms palielinās un skaits samazinās. Attīstītā, izveidotā šūnā parasti ir viena liela vakuola, kas ieņem centrālo pozīciju.

Augu šūnu vakuoli ir piepildīti ar šūnu sulu, kas ir organisko (ābolskābe, skābeņskābe, citronskābe, cukuri, inulīns, aminoskābes, olbaltumvielas, tanīni, alkaloīdi, glikozīdi) un minerālvielu (nitrāti, hlorīdi, fosfāti) ūdens šķīdums. vielas.

Protistiem tiek konstatēti gremošanas vakuoli un kontraktilie vakuoli.

Vakuolu funkcijas:

1) rezerves barības vielu un ekskrēciju tvertņu uzglabāšana (augos);

2) nosaka un uztur osmotisko spiedienu šūnās;

3) nodrošina intracelulāru gremošanu protistiem.

Rīsi. Šūnu centrs.

Šūnu centrs parasti atrodas netālu no kodola un sastāv no diviem centrioliem, kas atrodas perpendikulāri viens otram un ko ieskauj starojuma sfēra. Katrs centriols ir 0,3-0,5 µm garš un 0,15 µm garš dobs cilindrisks korpuss, kura sienu veido 9 mikrotubulu tripleti. Ja centriols atrodas ciliuma vai flagellum pamatnē, tad to sauc bazālais ķermenis.

Pirms sadalīšanas centrioli novirzās uz pretpoliem, un pie katra no tiem parādās meitas centriole. No centrioliem, kas atrodas dažādos šūnas polios, veidojas mikrocaurules, kas aug viena pret otru. Tie veido mitotisko vārpstu, kas veicina vienmērīgu ģenētiskā materiāla sadalījumu starp meitas šūnām, un ir citoskeleta organizācijas centrs. Daži no vārpstas pavedieniem ir pievienoti hromosomām. Augstāko augu šūnās šūnu centrā nav centriolu.

Centrioli ir citoplazmas organoīdi, kas paši replikējas. Tie rodas esošo dublēšanās rezultātā. Tas notiek, kad centrioli atdalās. Nenobriedušais centriols satur 9 atsevišķas mikrotubulas; Acīmredzot katrs mikrotubulis ir veidne nobriedušam centriolam raksturīgu tripletu montāžai.

Centrosoma ir raksturīga dzīvnieku šūnām, dažām sēnēm, aļģēm, sūnām un papardēm.

Šūnu centra funkcijas:

1) dalījuma polu veidošanās un vārpstas mikrotubulu veidošanās.

Ribosomas - mazas sfēriskas organellas, no 15 līdz 35 nm. Tās sastāv no divām apakšvienībām, lielas (60S) un mazas (40S). Satur apmēram 60% olbaltumvielu un 40% ribosomu RNS. rRNS molekulas veido tā strukturālo ietvaru. Lielākā daļa proteīnu ir īpaši saistīti ar noteiktiem rRNS reģioniem. Dažas olbaltumvielas tiek iekļautas ribosomās tikai proteīnu biosintēzes laikā. Ribosomu apakšvienības veidojas nukleolus. un caur porām kodola apvalkā tie nonāk citoplazmā, kur atrodas vai nu uz EPA membrānas, vai kodola apvalka ārējā pusē, vai arī brīvi citoplazmā. Pirmkārt, rRNS tiek sintezētas uz nukleolārās DNS, kuras pēc tam pārklāj ar ribosomu proteīniem, kas nāk no citoplazmas, tiek sadalīti līdz vajadzīgajam izmēram un veido ribosomu apakšvienības. Kodolā nav pilnībā izveidotu ribosomu. Apakšvienību kombinācija veselā ribosomā notiek citoplazmā, parasti olbaltumvielu biosintēzes laikā. Salīdzinot ar mitohondrijiem, plastidiem un prokariotu šūnām, ribosomas eikariotu šūnu citoplazmā ir lielākas. Tie var apvienot 5-70 vienības polisomās.

Ribosomu funkcijas:

1) dalība olbaltumvielu biosintēzē.

Rīsi. 287. Ribosoma: 1 - maza apakšvienība; 2 - liela apakšvienība.

Cilia, flagella – citoplazmas izaugumi, kas pārklāti ar elementāru membrānu, zem kuriem atrodas 20 mikrotubulas, kas veido 9 pārus pa perifēriju un divus atsevišķus centrā. Skropstu un flagellas pamatnē atrodas bazālie ķermeņi. Ziedu garums sasniedz 100 µm. Cilijas ir īsas - 10-20 mikroni - flagellas. Ziedu kustība ir skrūves forma, un skropstu kustība ir lāpstiņas forma. Pateicoties skropstiņām un flagellām, pārvietojas baktērijas, protisti, skropstainie dzīvnieki, pārvietojas daļiņas vai šķidrumi (elpceļu skropstu epitēlija skropstas, olšūnas) un dzimumšūnas (spermatozoīdi).

Rīsi. Ziedu un skropstu struktūra eikariotos

Ieslēgumi - citoplazmas pagaidu komponenti, kas parādās un pazūd. Kā likums, tie atrodas šūnās noteiktos dzīves cikla posmos. Ieslēgumu specifika ir atkarīga no atbilstošo audu šūnu un orgānu specifikas. Ieslēgumi galvenokārt atrodami augu šūnās. Tās var rasties hialoplazmā, dažādās organellās un retāk šūnu sieniņās.

Funkcionāli ieslēgumi ir vai nu savienojumi, kas uz laiku izņemti no šūnu metabolisma (rezerves vielas - cietes graudi, lipīdu pilieni un olbaltumvielu nogulsnes), vai metabolisma galaprodukti (noteiktu vielu kristāli).

Cietes graudi. Šie ir visizplatītākie augu šūnu ieslēgumi. Ciete augos tiek uzglabāta tikai cietes graudu veidā. Tie veidojas tikai dzīvo šūnu plastīdu stromā. Fotosintēzes laikā veidojas zaļas lapas asimilācija, vai primārs ciete. Asimilējošā ciete neuzkrājas lapās un, ātri hidrolizējoties par cukuriem, ieplūst tajās auga daļās, kurās notiek tā uzkrāšanās. Tur tas atkal pārvēršas cietē, ko sauc sekundārais. Sekundārā ciete veidojas arī tieši bumbuļos, sakneņos, sēklās, tas ir, kur tā tiek uzglabāta. Tad viņi viņu sauc rezerves. Tiek saukti leikoplasti, kas uzkrāj cieti amiloplasti. Īpaši bagātas ar cieti ir sēklas, pazemes dzinumi (bumbuļi, sīpoli, sakneņi) un koksnes augu sakņu un stublāju vadošo audu parenhīma.

Lipīdu pilieni. Atrodas gandrīz visās augu šūnās. Sēklas un augļi tajās ir visbagātākie. Taukeļļas lipīdu pilienu veidā ir otra svarīgākā rezerves barības vielu forma (pēc cietes). Dažu augu (saulespuķu, kokvilnas u.c.) sēklas var uzkrāties līdz pat 40% eļļas pēc sausnas svara.

Lipīdu pilieni, kā likums, uzkrājas tieši hialoplazmā. Tie ir sfēriski ķermeņi, parasti submikroskopiski. Lipīdu pilieni var uzkrāties arī leikoplastos, kurus sauc elaioplasts.

Olbaltumvielu ieslēgumi veidojas dažādās šūnas organellās dažādu formu un struktūru amorfu vai kristālisku nogulšņu veidā. Visbiežāk kristālus var atrast kodolā - nukleoplazmā, dažreiz perinukleārajā telpā, retāk hialoplazmā, plastidu stromā, ER cisternu paplašinājumos, peroksisomālajā matricā un mitohondrijās. Vakuoli satur gan kristāliskus, gan amorfus proteīnu ieslēgumus. Lielākais olbaltumvielu kristālu daudzums ir atrodams sauso sēklu uzglabāšanas šūnās t.s aleirons 3 graudi vai olbaltumvielu ķermeņi.

Uzglabāšanas proteīnus sintezē ribosomas sēklu attīstības laikā un noglabā vakuolos. Kad sēklas nogatavojas, ko pavada dehidratācija, olbaltumvielu vakuoli izžūst un proteīns kristalizējas. Tā rezultātā nobriedušā sausā sēklā olbaltumvielu vakuoli tiek pārvērsti proteīna ķermeņos (aleurona graudos).

Augs, tāpat kā jebkurš dzīvs organisms, sastāv no šūnām, un katru šūnu arī ģenerē šūna. Šūna ir visvienkāršākā un būtiskākā dzīvās būtnes vienība, tā ir tās elements, organisma uzbūves, attīstības un visu svarīgo funkciju pamats.

Ir augi, kas būvēti no vienas šūnas. Tie ietver vienšūnu aļģes un vienšūnas sēnes. Parasti tie ir mikroskopiski organismi, bet ir arī diezgan lieli vienšūnu organismi (vienšūnu jūraszāles acetabularia garums sasniedz 7 cm). Lielākā daļa augu, ar kuriem sastopamies ikdienā, ir daudzšūnu organismi, kas sastāv no liela skaita šūnu. Piemēram, vienā koka auga lapā ir aptuveni 20 000 000 lapu (un tas ir ļoti reāls skaitlis), tad visu koku skaits ir 4 000 000 000 satur 15 reizes vairāk šūnu.

Augi, izņemot dažus zemākos, sastāv no orgāniem, no kuriem katrs veic savu funkciju organismā. Piemēram, ziedošajiem augiem orgāni ir sakne, stublājs, lapa, zieds. Katrs orgāns parasti ir veidots no vairākiem audiem. Audi ir šūnu kopums, kas pēc struktūras un funkcijas ir līdzīgas. Katra audu šūnām ir sava īpatnība. Veicot darbu savā specialitātē, viņi veicina visa auga dzīvi, kas sastāv no dažādu šūnu, orgānu un audu dažāda veida darbu apvienošanas un mijiedarbības.

Galvenās, visbiežāk sastopamās sastāvdaļas, no kurām tiek veidotas šūnas, ir kodols, citoplazma ar daudzām dažādu struktūru un funkciju organellām, membrāna un vakuola. Membrāna pārklāj šūnas ārpusi, zem tās atrodas citoplazma, tajā atrodas kodols un viens vai vairāki vakuoli. Gan šūnu struktūra, gan īpašības dažādos audos krasi atšķiras to atšķirīgās specializācijas dēļ. Uzskaitītās galvenās sastāvdaļas un organellas tajos ir izstrādātas dažādās pakāpēs, tām ir dažādas struktūras, un dažreiz viena vai otra sastāvdaļa var pilnībā nebūt.

Galvenās audu grupas, no kurām tiek veidoti augstāka auga veģetatīvie (tieši ar vairošanos nesaistītie) orgāni, ir šādas: integumentārie, bazālie, mehāniskie, vadošie, izdalošie, meristēmiskie. Katrā grupā parasti ir vairāki audi, kuriem ir līdzīga specializācija, bet katrs ir veidots savā veidā no noteikta veida šūnas. Orgānu audi nav izolēti viens no otra, bet veido audu sistēmas, kurās mijas atsevišķu audu elementi. Tādējādi koksne ir mehānisku un vadošu, un dažreiz arī pamata audu sistēma.

Augu šūnā ir jānošķir šūnas membrāna un saturs. Galvenās dzīvībai svarīgās īpašības ir raksturīgas tieši šūnas saturam - protoplastam. Turklāt pieauguša auga šūnai ir raksturīga vakuola klātbūtne - dobums, kas piepildīts ar šūnu sulu. Protoplasts sastāv no kodola, citoplazmas un tajā iekļautām lielām, gaismas mikroskopā redzamām organellām: plastidiem, mitohondrijiem. Savukārt citoplazma ir sarežģīta sistēma ar daudzām membrānu struktūrām, piemēram, Golgi aparātu, endoplazmas tīklu, lizosomām un nemembrānas struktūrām - mikrotubulām, ribosomām utt. Visas šīs organellas ir iegremdētas citoplazmas matricā. hialoplazma vai galvenā plazma.

Katrai no organellām ir sava struktūra un ultrastruktūra. Ultrastruktūra attiecas uz atsevišķu molekulu telpisko izvietojumu, kas veido noteiktu organellu. Pat ar elektronu mikroskopa palīdzību ne vienmēr ir iespējams redzēt mazāku organellu (ribosomu) ultrastruktūru. Zinātnei attīstoties, tiek atklāti arvien jauni strukturālie veidojumi, kas atrodas citoplazmā, un šajā ziņā mūsu mūsdienu priekšstati par to nekādā ziņā nav galīgi. Šūnu un atsevišķu organellu izmēri ir aptuveni šādi: šūna 10 µm, kodols 5-30 µm, hloroplasts 2-6 µm, mitohondriji 0,5-5 µm, ribosomas 25 nm. Atsevišķu šūnu organellu supramolekulāro struktūru veidošanā liela nozīme ir tā sauktajām vājajām ķīmiskajām saitēm.

Vissvarīgākās lomas spēlē ūdeņradis, van der Vāls un jonu saites. Būtiskākā iezīme ir tā, ka šo saišu veidošanās enerģija ir nenozīmīga un tikai nedaudz pārsniedz molekulu termiskās kustības kinētisko enerģiju. Tāpēc vājas saites ir viegli veidojamas un viegli pārraujamas. Vāja posma vidējais mūža ilgums ir tikai sekundes daļa. Līdzās vājām ķīmiskajām saitēm liela nozīme ir hidrofobām mijiedarbībām. Tie ir saistīti ar to, ka hidrofobās molekulas vai molekulu daļas, kas atrodas ūdens vidē, atrodas tā, lai nesaskartos ar ūdeni. Tajā pašā laikā ūdens molekulas, apvienojoties viena ar otru, it kā izstumj nepolāras grupas, tuvinot tās viena otrai. Tieši vājās saites lielā mērā nosaka makromolekulu, piemēram, olbaltumvielu un nukleīnskābju, konformāciju (formu), kas ir pamatā molekulu mijiedarbībai un līdz ar to subcelulāro struktūru, tostarp šūnu organellu, veidošanās un pašsavienošanās pamatā.

Enerģija ir nepieciešama, lai uzturētu sarežģīto citoplazmas struktūru. Saskaņā ar otro termodinamikas likumu katrai sistēmai ir tendence samazināt kārtību, samazināt entropiju. Tāpēc jebkuram sakārtotam molekulu izvietojumam ir nepieciešams enerģijas pieplūdums no ārpuses. Atsevišķu organellu fizioloģisko funkciju noskaidrošana ir saistīta ar metodes izstrādi to izolēšanai (ekstrakcijai no šūnas). Šī ir diferenciālās centrifugēšanas metode, kuras pamatā ir atsevišķu protoplasta komponentu atdalīšana. Atkarībā no paātrinājuma ir iespējams izolēt mazākas un mazākas organellu frakcijas. Kombinēta elektronu mikroskopijas un diferenciālās centrifugēšanas metožu izmantošana ļāva iezīmēt savienojumus starp atsevišķu organellu struktūru un funkcijām.

Augu šūna. Tās uzbūve, funkcijas, ķīmiskais sastāvs. Šūnu organellas.

Organoīda nosaukums	Struktūra			Funkcijas
Membrāna	Sastāv no šķiedrām. Viņa ir ļoti elastīga (tā ir viņas fiziskā īpašība). Sastāv no 3 slāņiem: iekšējais un ārējais sastāv no olbaltumvielu molekulām; vidējo veido divslāņu fosfolipīdu molekula. Ārējais apvalks ir mīksts, veidots no glikokaliksa molekulām.			Atbalsta funkcija
Plazmalemma	Ļoti plāns (10 mm). Ārējā puse ir veidota no ogļhidrātiem, iekšējā puse no biezas proteīna molekulas. Pārklāts ar 3-4 mm biezām ogļhidrātu-glikoliksa molekulām. Membrānas ķīmiskā bāze ir: olbaltumvielas - 60%, tauki - 40% un ogļhidrāti - 2-10%.			* Caurlaidība; *Transporta nodaļa; *Aizsardzības funkcija.
Citoplazma	Pusšķidra viela, kas ieskauj kodolu-šūnas. Pamats ir gioplazma. Tās sastāvs ir daudzveidīgs. Tas satur granulētus ķermeņus, olbaltumvielas, fermentus, nukleīnskābes, ogļhidrātus, ATP molekulas; satur tubulīna proteīna molekulas.			Tas var pārvietoties no viena stāvokļa (šķidra) uz citu - cietu un otrādi.
MEMBRĀNAS ORGANOĪDI
ER (endoplazmas retikulums)	Sastāv no dobumiem un racējiem. Tas ir sadalīts 2 veidos - granulēts un gluds. Granulēti - iegareni racēji un dobumi; ir blīvas granulas. ER poras ir savstarpēji saistītas ar kodola membrānas porām.			*Ņem vērā glikolipīdu molekulu sintēzi un to transportēšanu; *Ņem vērā olbaltumvielu biosintēzi un sintezējošo vielu transportēšanu.
Golgi komplekss	Atrodas nervu šūnās. Tās membrāna ļoti labi absorbē osmija šķīdumu. Golgi komplekss ir daļa no visām eikariotu šūnām. Dažreiz atrodams tīkla veidā, kas savstarpēji savienots ar dobumu sistēmu. Tas var būt ovāls vai sirds formas.			*Iesaistās šūnu atkritumu produktu veidošanā; *Sairst diktiosomā (dalīšanās laikā); *Ekskrēcijas funkcija.
Lizosoma	Nozīmē vielu šķīdinātāju. Atrodas visās eikariotu šūnās (galvenokārt leikocītos). Sastāvā ir hidrolīzes enzīmi. Lizosomu ieskauj lipoproteīnu membrāna, kad tā tiek iznīcināta, lizosomu fermenti ietekmē ārējo vidi. Lizosomas satur apmēram 60 hidrolīzes enzīmus.			*F-i sūkšana; *F-I piešķiršana; *Aizsardzības funkcija.
Mitohondriji	Šūnā tas ir graudu, granulu formā un ir atrodams daudzumā no 1 līdz 100 tūkstošiem. Daudzums ir atkarīgs no šūnas aktivitātes. Dažreiz mit-ria atrodas nepārtrauktā kustībā. Viņas sk. garums 10 mikroni, diametrs 0,2-1 mikroni. Tas pieder pie dubultmembrānas organellām un sastāva. no: a) ārējās membrānas, b) iekšējās membrānas, c) starpmembrānu telpas. Mitohondriju matrica satur apļveida DNS un RNS, ribosomas, granulas un ķermeņus. Tiek sintezēti olbaltumvielas un tauki. Mitrija sastāv no 65-70% olbaltumvielu, 25-30% lipīdu, nukleīnskābju un vitamīnu. Mitohondriji ir olbaltumvielu sintēzes sistēma.			*F-yu mit-rii dažkārt veic hloroplasti; *Transporta nodaļa; *Olbaltumvielu sintēze; *ATP sintēze.
Plastīdas - membrānas organellas	Šī ir galvenā augošā organelle. šūnas. 1) hloroplasti - zaļi, ovālas formas, garums 5 mikroni, platums 2-4 mikroni, biezums - 7 mikroni. Iekšpusē ir daudz plaša membrānu tilakoīdu un stromas proteīnu, kas veido tā masu. Ir nukleīnskābes – DNS, RNS, ribosomas. Viņi vairojas, daloties. 2) hromoplasti - dažādas krāsas. Tie satur dažādus pigmentus. Viņu loma ir lieliska. 3) leikoplasti - bezkrāsaini. Atrodas dzimumšūnu audos, sporu un mātes gametu citoplazmās, sēklās, augļos un saknēs. Tie satur cietes sintēzi un uzkrāšanos.			*Veikt fotosintēzes procesu
NEMEMBRĀNAS ORGANOĪDI
Ribosoma		Comp. no divām daļām: liela un maza. Tam ir olas forma, sk. diametrs - 15-35nm. Ir 2 veidi: eikariotu un prokariotu. Ģenerālis Eikariotu izmērs: 80s, mazs - 20s, liels - 60s. Prokariots: no 30 līdz 70 gadiem (var mainīties). Ribosomu komp. no RNS (50-60% no olbaltumvielām).	*Šeit notiek proteīnu biosintēze; *Olbaltumvielu molekulu sintēze; *Transporta nodaļa.
Šūnu centrs		Comp. no 2 centriolām, kas ir cilindriskas formas, 1 µm garas. Centrs sadalās uz pusēm pirms šūnu dalīšanās un tiek izvilkts no ekvatora uz poliem. Cl. centrs tiek dubultots ar dalījumu.	*Iesaistīts meiozē un mitozē
Šūnas kodols		Tam ir sarežģīta struktūra. Kodolenerģijas apvalka komp. no 2 trīsslāņu membrānām. Kodolmembrānas poras atveras tāpat kā ER poras. Šūnu periodā kodola membrāna pazūd un tiek no jauna veidota jaunās šūnās. Membrānas ir daļēji caurlaidīgas. Core comp. no hromosomām, kodola sulas, kodola, RNS un citām daļām, kas saglabā dzīvā organisma iedzimtības informāciju un īpašības.	*Aizsardzības funkcija



Kā likums, eikariotu šūnai ir viens kodols, bet ir divkodolu (ciliāti) un daudzkodolu šūnas (opalīns). Dažas ļoti specializētas šūnas otro reizi zaudē savu kodolu (zīdītāju eritrocīti, segsēklu sieta caurules).
Kodola forma ir sfēriska, elipsveida, retāk daivaina, pupa formas uc Kodola diametrs parasti ir no 3 līdz 10 mikroniem.

Pamatstruktūra:

1 - ārējā membrāna; 2 - iekšējā membrāna; 3 - poras; 4 - kodols; 5 - heterohromatīns; 6 - eihromatīns.

Kodols ir norobežots no citoplazmas ar divām membrānām (katrai no tām ir tipiska struktūra). Starp membrānām ir šaura sprauga, kas piepildīta ar pusšķidru vielu. Dažās vietās membrānas saplūst viena ar otru, veidojot poras (3), caur kurām notiek vielu apmaiņa starp kodolu un citoplazmu. Ārējā kodola (1) membrāna pusē, kas vērsta pret citoplazmu, ir pārklāta ar ribosomām, piešķirot tai raupjumu, iekšējā (2) membrāna ir gluda. Kodolmembrānas ir daļa no šūnas membrānas sistēmas: ārējās kodolmembrānas izaugumi savienojas ar endoplazmatiskā retikuluma kanāliem, veidojot vienotu sakaru kanālu sistēmu.

Karioplazma (kodolsula, nukleoplazma) ir kodola iekšējais saturs, kurā atrodas hromatīns un viens vai vairāki nukleoli. Kodolsa satur dažādas olbaltumvielas (tostarp kodolenzīmus) un brīvos nukleotīdus.

Kodols (4) ir apaļš, blīvs ķermenis, kas iegremdēts kodola sulā. Kodolu skaits ir atkarīgs no kodola funkcionālā stāvokļa un svārstās no 1 līdz 7 vai vairāk. Kodoli atrodami tikai nedalošos kodolos, tie izzūd mitozes laikā. Kodols veidojas noteiktās hromosomu sadaļās, kas satur informāciju par rRNS struktūru. Šādus reģionus sauc par nukleolāro organizētāju, un tie satur daudzas gēnu kopijas, kas kodē rRNS. Ribosomu apakšvienības veidojas no rRNS un olbaltumvielām, kas nāk no citoplazmas. Tādējādi kodols ir rRNS un ribosomu apakšvienību kolekcija dažādos to veidošanās posmos.

Hromatīns ir kodola iekšējās nukleoproteīna struktūras, kas iekrāsotas ar noteiktām krāsvielām un pēc formas atšķiras no kodola. Hromatīnam ir gabaliņi, granulas un pavedieni. Hromatīna ķīmiskais sastāvs: 1) DNS (30–45%), 2) histona proteīni (30–50%), 3) nehistona proteīni (4–33%), tāpēc hromatīns ir dezoksiribonukleoproteīnu komplekss (DNP). Atkarībā no hromatīna funkcionālā stāvokļa tos izšķir: heterohromatīnu (5) un eihromatīnu (6). Eihromatīns ir ģenētiski aktīvs, heterohromatīns ir ģenētiski neaktīvi hromatīna reģioni. Eihromatīns nav atšķirams gaismas mikroskopijā, ir vāji iekrāsots un attēlo dekondensētas (despiralizētas, nevītas) hromatīna daļas. Gaismas mikroskopā heterohromatīnam ir gabaliņu vai granulu izskats, tas ir intensīvi iekrāsots un attēlo kondensētas (spiralizētas, sablīvētas) hromatīna zonas. Hromatīns ir ģenētiskā materiāla esamības forma starpfāžu šūnās. Šūnu dalīšanās laikā (mitoze, mejoze) hromatīns tiek pārvērsts hromosomās.

Organoīdi- pastāvīgas, obligāti klātesošas šūnas sastāvdaļas, kas veic noteiktas funkcijas.

Endoplazmatiskais tīkls

Endoplazmatiskais tīkls (ER), vai endoplazmatiskais tīkls (ER), ir vienas membrānas organelle. Tā ir membrānu sistēma, kas veido “cisternas” un kanālus, kas savienoti viens ar otru un norobežo vienotu iekšējo telpu - EPS dobumus. No vienas puses membrānas ir savienotas ar citoplazmas membrānu, bet no otras - ar ārējo kodola membrānu. Ir divu veidu EPS: 1) raupja (granulēta), kas satur ribosomas uz tās virsmas, un 2) gluda (agranulāra), kuras membrānas nenes ribosomas.

Funkcijas: 1) vielu transportēšana no vienas šūnas daļas uz otru, 2) šūnas citoplazmas sadalīšana nodalījumos (“nodalījumi”), 3) ogļhidrātu un lipīdu sintēze (gluda ER), 4) proteīnu sintēze (rupja ER), 5) Golgi aparāta veidošanās vieta .

Or Golgi komplekss, ir vienas membrānas organelles. Tas sastāv no saplacinātu “cisternu” kaudzēm ar paplašinātām malām. Ar tiem saistīta mazu vienas membrānas pūslīšu (Golgi pūslīšu) sistēma. Katra kaudze parasti sastāv no 4-6 “cisternām”, ir Golgi aparāta strukturāla un funkcionāla vienība un tiek saukta par diktiozomu. Diktiosomu skaits šūnā svārstās no viena līdz vairākiem simtiem. Augu šūnās diktiosomas ir izolētas.

Golgi aparāts parasti atrodas netālu no šūnas kodola (dzīvnieku šūnās, bieži vien netālu no šūnas centra).

Golgi aparāta funkcijas: 1) olbaltumvielu, lipīdu, ogļhidrātu uzkrāšanās, 2) ienākošo organisko vielu pārveidošana, 3) proteīnu, lipīdu, ogļhidrātu “iepakošana” membrānas pūslīšos, 4) proteīnu, lipīdu, ogļhidrātu sekrēcija, 5) ogļhidrātu un lipīdu sintēze. , 6) lizosomu veidošanās vieta Sekrēcijas funkcija ir vissvarīgākā, tāpēc Golgi aparāts ir labi attīstīts sekrēcijas šūnās.

Lizosomas

Lizosomas- vienas membrānas organellas. Tie ir mazi burbuļi (diametrs no 0,2 līdz 0,8 mikroniem), kas satur hidrolītisko enzīmu komplektu. Fermenti tiek sintezēti uz neapstrādātā ER un pārvietojas uz Golgi aparātu, kur tie tiek modificēti un iepakoti membrānas pūslīšos, kas pēc atdalīšanas no Golgi aparāta paši kļūst par lizosomām. Lizosoma var saturēt no 20 līdz 60 dažādu veidu hidrolītisko enzīmu. Vielu sadalīšanu, izmantojot fermentus, sauc līze.

Ir: 1) primārās lizosomas, 2) sekundārās lizosomas. Primārās sauc par lizosomām, kas ir atdalītas no Golgi aparāta. Primārās lizosomas ir faktors, kas nodrošina enzīmu eksocitozi no šūnas.

Sekundārās sauc par lizosomām, kas veidojas primāro lizosomu saplūšanas rezultātā ar endocītu vakuoliem. Šajā gadījumā tie sagremo vielas, kas šūnā nonāk fagocitozes vai pinocitozes ceļā, tāpēc tās var saukt par gremošanas vakuoliem.

Autofagija- šūnai nevajadzīgu struktūru iznīcināšanas process. Pirmkārt, iznīcināmo struktūru ieskauj viena membrāna, pēc tam iegūtā membrānas kapsula saplūst ar primāro lizosomu, kā rezultātā veidojas sekundārā lizosoma (autofagiskā vakuole), kurā šī struktūra tiek sagremota. Gremošanas produkti tiek absorbēti šūnu citoplazmā, bet daļa materiāla paliek nesagremota. Sekundāro lizosomu, kas satur šo nesagremoto materiālu, sauc par atlikušo ķermeni. Ar eksocitozi no šūnas tiek izņemtas nesagremotās daļiņas.

Autolīze- šūnu pašiznīcināšanās, kas rodas lizosomu satura izdalīšanās dēļ. Parasti autolīze notiek metamorfozes laikā (astes pazušana vardes kurkulim), dzemdes involūcijas laikā pēc dzemdībām un audu nekrozes zonās.

Lizosomu funkcijas: 1) organisko vielu intracelulāra gremošana, 2) nevajadzīgu šūnu un ne-šūnu struktūru iznīcināšana, 3) dalība šūnu reorganizācijas procesos.

Vakuoli

Vakuoli- vienas membrānas organellas ir “konteineri”, kas piepildīti ar organisko un neorganisko vielu ūdens šķīdumiem. Vakuolu veidošanā piedalās ER un Golgi aparāti. Jaunās augu šūnas satur daudz mazu vakuolu, kas, šūnām augot un diferencējoties, saplūst viena ar otru un veido vienu lielu centrālā vakuola. Centrālā vakuola var aizņemt līdz 95% no nobriedušas šūnas tilpuma, kodols un organoīdi tiek virzīti uz šūnas membrānu. Membrānu, kas ierobežo augu vakuolu, sauc par tonoplastu. Šķidrumu, kas piepilda augu vakuolu, sauc šūnu sula. Šūnu sulas sastāvā ietilpst ūdenī šķīstošie organiskie un neorganiskie sāļi, monosaharīdi, disaharīdi, aminoskābes, galīgie vai toksiskie vielmaiņas produkti (glikozīdi, alkaloīdi) un daži pigmenti (antocianīni).

Dzīvnieku šūnās ir mazi gremošanas un autofagijas vakuoli, kas pieder pie sekundāro lizosomu grupas un satur hidrolītiskos enzīmus. Vienšūnu dzīvniekiem ir arī saraušanās vakuoli, kas veic osmoregulācijas un ekskrēcijas funkciju.

Vakuola funkcijas: 1) ūdens uzkrāšana un uzglabāšana, 2) ūdens-sāļu metabolisma regulēšana, 3) turgora spiediena uzturēšana, 4) ūdenī šķīstošo metabolītu, rezerves barības vielu uzkrāšanās, 5) ziedu un augļu krāsošana, tādējādi piesaistot apputeksnētājus un sēklu izplatītājus. , 6) lizosomu funkcijas sk.

Veidojas endoplazmatiskais tīklojums, Golgi aparāts, lizosomas un vakuoli šūnas viens vakuolārais tīkls, kuras atsevišķie elementi var pārveidoties viens par otru.

Mitohondriji

1 - ārējā membrāna;
2 - iekšējā membrāna; 3 - matrica; 4 - crista; 5 - multienzīmu sistēma; 6 - apļveida DNS.

Mitohondriju forma, izmērs un skaits ir ļoti atšķirīgs. Mitohondriji var būt stieņa formas, apaļas, spirālveida, kausveida vai sazarotas formas. Mitohondriju garums svārstās no 1,5 līdz 10 µm, diametrs - no 0,25 līdz 1,00 µm. Mitohondriju skaits šūnā var sasniegt vairākus tūkstošus un ir atkarīgs no šūnas vielmaiņas aktivitātes.

Mitohondriju ierobežo divas membrānas. Mitohondriju ārējā membrāna (1) ir gluda, iekšējā (2) veido daudzas krokas - kristas(4). Cristae palielina iekšējās membrānas virsmas laukumu, uz kuras atrodas multienzīmu sistēmas (5), kas iesaistītas ATP molekulu sintēzē. Mitohondriju iekšējā telpa ir piepildīta ar matricu (3). Matrica satur apļveida DNS (6), specifisku mRNS, prokariotu tipa ribosomas (70S tipa) un Krebsa cikla fermentus.

Mitohondriju DNS nav saistīta ar olbaltumvielām (“kaila”), ir pievienota mitohondriju iekšējai membrānai un satur informāciju par aptuveni 30 proteīnu struktūru. Lai izveidotu mitohondriju, ir nepieciešams daudz vairāk olbaltumvielu, tāpēc informācija par lielāko daļu mitohondriju proteīnu ir ietverta kodola DNS, un šie proteīni tiek sintezēti šūnas citoplazmā. Mitohondriji spēj autonomi vairoties, sadaloties divās daļās. Starp ārējo un iekšējo membrānu ir protonu rezervuārs, kur notiek H + uzkrāšanās.

Mitohondriju funkcijas: 1) ATP sintēze, 2) organisko vielu skābekļa sadalīšana.

Saskaņā ar vienu hipotēzi (simbioģenēzes teoriju), mitohondriji cēlušies no seniem brīvi dzīvojošiem aerobiem prokariotiskiem organismiem, kuri, nejauši iekļuvuši saimniekšūnā, pēc tam izveidoja ar to abpusēji izdevīgu simbiotisku kompleksu. Šo hipotēzi apstiprina šādi dati. Pirmkārt, mitohondriju DNS ir tādas pašas struktūras iezīmes kā mūsdienu baktēriju DNS (slēgta gredzenā, nav saistīta ar olbaltumvielām). Otrkārt, mitohondriju ribosomas un baktēriju ribosomas pieder vienam un tam pašam tipam - 70S tipam. Treškārt, mitohondriju dalīšanās mehānisms ir līdzīgs baktēriju mehānismam. Ceturtkārt, mitohondriju un baktēriju proteīnu sintēzi nomāc tās pašas antibiotikas.

Plastīdi

1 - ārējā membrāna; 2 - iekšējā membrāna; 3 - stroma; 4 - tilakoīds; 5 - grana; 6 - lameles; 7 - cietes graudi; 8 - lipīdu pilieni.

Plastīdi ir raksturīgi tikai augu šūnām. Atšķirt trīs galvenie plastidu veidi: leikoplasti ir bezkrāsaini plastidi nekrāsotu augu daļu šūnās, hromoplasti ir krāsaini plastidi, parasti dzelteni, sarkani un oranži, hloroplasti ir zaļi plastidi.

Hloroplasti. Augstāku augu šūnās hloroplastiem ir abpusēji izliekta lēca forma. Hloroplastu garums svārstās no 5 līdz 10 µm, diametrs - no 2 līdz 4 µm. Hloroplastus ierobežo divas membrānas. Ārējā membrāna (1) ir gluda, iekšējai (2) ir sarežģīta salocīta struktūra. Tiek saukta mazākā kroka tilakoīds(4). Tiek saukta tilakoīdu grupa, kas sakārtota kā monētu kaudze aspekts(5). Hloroplastā ir vidēji 40-60 graudi, kas sakārtoti šaha zīmē. Granas ir savienotas viena ar otru ar saplacinātiem kanāliem - lameles(6). Tilakoīdu membrānas satur fotosintēzes pigmentus un fermentus, kas nodrošina ATP sintēzi. Galvenais fotosintēzes pigments ir hlorofils, kas nosaka hloroplastu zaļo krāsu.

Hloroplastu iekšējā telpa ir piepildīta stroma(3). Stroma satur apļveida “kailu” DNS, 70S tipa ribosomas, Kalvina cikla fermentus un cietes graudus (7). Katra tilakoīda iekšpusē ir protonu rezervuārs, un H + uzkrājas. Hloroplasti, tāpat kā mitohondriji, spēj autonomi vairoties, sadaloties divās daļās. Tie ir atrodami augstāko augu zaļo daļu šūnās, īpaši daudz hloroplastu lapās un zaļajos augļos. Zemāko augu hloroplastus sauc par hromatoforiem.

Hloroplastu funkcijas: fotosintēze. Tiek uzskatīts, ka hloroplasti radušies no senām endosimbiotiskām zilaļģēm (simbioģenēzes teorija). Šī pieņēmuma pamatā ir hloroplastu un mūsdienu baktēriju līdzība vairāku īpašību ziņā (apļveida, “kails” DNS, 70S tipa ribosomas, reprodukcijas metode).

Leikoplasti. Forma ir dažāda (sfēriska, apaļa, kausveida utt.). Leikoplastus ierobežo divas membrānas. Ārējā membrāna ir gluda, iekšējā veido maz tilakoīdus. Stroma satur apļveida “kailu” DNS, 70S tipa ribosomas, enzīmus rezerves barības vielu sintēzei un hidrolīzei. Nav pigmentu. Īpaši daudz leikoplastu ir auga pazemes orgānu šūnās (saknes, bumbuļi, sakneņi utt.). Leikoplastu funkcijas: rezerves barības vielu sintēze, uzkrāšana un uzglabāšana. Amiloplasti- leikoplasti, kas sintezē un uzkrāj cieti, elaioplasts- eļļas, proteīnoplasti- olbaltumvielas. Vienā un tajā pašā leikoplastā var uzkrāties dažādas vielas.

Hromoplasti. Ierobežo divas membrānas. Ārējā membrāna ir gluda, iekšējā membrāna ir vai nu gluda, vai arī veido atsevišķus tilakoīdus. Stromā ir apļveida DNS un pigmenti – karotinoīdi, kas hromoplastiem piešķir dzeltenu, sarkanu vai oranžu krāsu. Pigmentu uzkrāšanās forma ir dažāda: kristālu veidā, izšķīdināta lipīdu pilienos (8) uc Satur nobriedušu augļu šūnās, ziedlapiņās, rudens lapās un reti - sakņu dārzeņos. Hromoplasti tiek uzskatīti par plastīdu attīstības pēdējo posmu.

Hromoplastu funkcijas: krāso ziedus un augļus un tādējādi piesaista apputeksnētājus un sēklu izplatītājus.

No proplastīdiem var veidot visu veidu plastidus. Proplastīdi- mazas organellas, kas atrodas meristemātiskos audos. Tā kā plastidiem ir kopīga izcelsme, starp tiem ir iespējama savstarpēja konversija. Leikoplasti var pārvērsties par hloroplastiem (kartupeļu bumbuļu apzaļumošana gaismā), hloroplasti - par hromoplastiem (lapu dzeltēšana un augļu apsārtums). Hromoplastu pārvēršana leikoplastos vai hloroplastos tiek uzskatīta par neiespējamu.

Ribosomas

1 - liela apakšvienība; 2 - maza apakšvienība.

Ribosomas- organellas, kas nav membrānas, diametrs aptuveni 20 nm. Ribosomas sastāv no divām apakšvienībām – lielām un mazām, kurās tās var sadalīties. Ribosomu ķīmiskais sastāvs ir olbaltumvielas un rRNS. rRNS molekulas veido 50-63% no ribosomas masas un veido tās strukturālo karkasu. Ir divu veidu ribosomas: 1) eikariotu (ar sedimentācijas konstantēm visai ribosomai - 80S, mazo apakšvienību - 40S, lielo - 60S) un 2) prokariotu (attiecīgi 70S, 30S, 50S).

Eikariotu tipa ribosomas satur 4 rRNS molekulas un aptuveni 100 proteīna molekulas, savukārt prokariotu tipa 3 rRNS molekulas un aptuveni 55 proteīna molekulas. Olbaltumvielu biosintēzes laikā ribosomas var “strādāt” atsevišķi vai apvienoties kompleksos - poliribosomas (polisomas). Šādos kompleksos tie ir saistīti viens ar otru ar vienu mRNS molekulu. Prokariotu šūnām ir tikai 70S tipa ribosomas. Eikariotu šūnām ir gan 80S tipa ribosomas (rupjas EPS membrānas, citoplazma), gan 70S tipa ribosomas (mitohondriji, hloroplasti).

Kodolā veidojas eikariotu ribosomu apakšvienības. Apakšvienību kombinācija veselā ribosomā notiek citoplazmā, parasti olbaltumvielu biosintēzes laikā.

Ribosomu funkcija: polipeptīdu ķēdes montāža (olbaltumvielu sintēze).

Citoskelets

Citoskelets veido mikrotubulas un mikrofilamenti. Mikrotubulas ir cilindriskas, nesazarotas struktūras. Mikrotubulu garums svārstās no 100 µm līdz 1 mm, diametrs ir aptuveni 24 nm, un sieniņu biezums ir 5 nm. Galvenā ķīmiskā sastāvdaļa ir proteīna tubulīns. Mikrotubulas iznīcina kolhicīns. Mikrofilamenti ir pavedieni ar diametru 5-7 nm un sastāv no proteīna aktīna. Mikrocaurulītes un mikrofilamenti citoplazmā veido sarežģītus pinumus. Citoskeleta funkcijas: 1) šūnas formas noteikšana, 2) atbalsts organellām, 3) vārpstas veidošana, 4) dalība šūnu kustībās, 5) citoplazmas plūsmas organizēšana.

Ietver divus centriolus un centrosfēru. Centriole ir cilindrs, kura sieniņu veido deviņas trīs sapludinātu mikrotubulu grupas (9 tripleti), kas noteiktos intervālos savstarpēji savienotas ar šķērssavienojumiem. Centrioli ir apvienoti pa pāriem, kur tie atrodas taisnā leņķī viens pret otru. Pirms šūnu dalīšanās centrioli novirzās uz pretējiem poliem, un pie katra no tiem parādās meitas centriole. Tie veido dalīšanas vārpstu, kas veicina vienmērīgu ģenētiskā materiāla sadalījumu starp meitas šūnām. Augstāko augu šūnās (ģimnosēkļi, segsēkļi) šūnu centrā centriolu nav. Centrioles ir citoplazmas pašreplicējošas organellas, kas rodas esošo centriolu dublēšanās rezultātā. Funkcijas: 1) hromosomu novirzīšanās nodrošināšana uz šūnu poliem mitozes vai meiozes laikā, 2) citoskeleta organizācijas centrs.

Kustības organoīdi

Nav atrodams visās šūnās. Kustības organoīdi ietver skropstas (ciliāti, elpceļu epitēlijs), flagellas (flagellates, spermatozoīdus), pseidopodus (rizopodi, leikocīti), miofibrillas (muskuļu šūnas) utt.

Karogs un skropstas- pavedienveida organoīdi, kas pārstāv aksonēmu, ko ierobežo membrāna. Aksonēma ir cilindriska struktūra; cilindra sienu veido deviņi mikrotubulu pāri, tā centrā ir divi atsevišķi mikrocaurulīši. Aksonēmas pamatnē atrodas bazālie ķermeņi, kurus attēlo divi savstarpēji perpendikulāri centrioli (katrs bazālais ķermenis sastāv no deviņiem mikrotubulu tripletiem; tā centrā nav mikrotubulu). Kaņģa garums sasniedz 150 mikronus, skropstas ir vairākas reizes īsākas.

Miofibrils sastāv no aktīna un miozīna miofilamentiem, kas nodrošina muskuļu šūnu kontrakciju.

Iet uz lekcijas Nr.6"Eukariotu šūna: citoplazma, šūnu membrāna, šūnu membrānu struktūra un funkcijas"

Aicinām iepazīties ar materiāliem un.

: celulozes membrāna, membrāna, citoplazma ar organellām, kodols, vakuoli ar šūnu sulām.

Plastīdu klātbūtne ir galvenā augu šūnas iezīme.

Šūnu membrānas funkcijas- nosaka šūnas formu, aizsargā pret vides faktoriem.

Plazmas membrāna- plāna plēve, kas sastāv no mijiedarbojošām lipīdu un olbaltumvielu molekulām, norobežo iekšējo saturu no ārējās vides, nodrošina ūdens, minerālvielu un organisko vielu transportēšanu šūnā ar osmozi un aktīvo transportu, kā arī izvada atkritumus.

Citoplazma- šūnas iekšējā pusšķidra vide, kurā atrodas kodols un organoīdi, nodrošina savienojumus starp tiem, piedalās dzīvības pamatprocesos.

Endoplazmatiskais tīkls- sazarotu kanālu tīkls citoplazmā. Tas ir iesaistīts olbaltumvielu, lipīdu un ogļhidrātu sintēzē, kā arī vielu transportēšanā. Ribosomas ir ķermeņi, kas atrodas uz ER vai citoplazmā, kas sastāv no RNS un olbaltumvielām un ir iesaistīti olbaltumvielu sintēzē. EPS un ribosomas ir viens aparāts proteīnu sintēzei un transportēšanai.

Mitohondriji- organellas, ko no citoplazmas norobežo divas membrānas. Tajos oksidējas organiskās vielas un, piedaloties fermentiem, tiek sintezētas ATP molekulas. Cristae dēļ iekšējās membrānas virsmas palielināšanās, uz kuras atrodas fermenti. ATP ir ar enerģiju bagāta organiska viela.

Plastīdi(hloroplasti, leikoplasti, hromoplasti), to saturs šūnā ir galvenā augu organisma pazīme. Hloroplasti ir plastidi, kas satur zaļo pigmentu hlorofilu, kas absorbē gaismas enerģiju un izmanto to organisko vielu sintezēšanai no oglekļa dioksīda un ūdens. Hloroplastus no citoplazmas atdala divas membrānas, uz iekšējās membrānas neskaitāmi izaugumi - granātas, kurās atrodas hlorofila molekulas un fermenti.

Golgi komplekss- dobumu sistēma, ko no citoplazmas norobežo membrāna. Olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu uzkrāšanās tajos. Tauku un ogļhidrātu sintēzes veikšana uz membrānām.

Lizosomas- ķermeņi, ko no citoplazmas norobežo viena membrāna. Tajos esošie fermenti paātrina sarežģītu molekulu sadalīšanos vienkāršās: olbaltumvielas aminoskābēs, kompleksos ogļhidrātus vienkāršajās, lipīdus glicerīnā un taukskābēs, kā arī iznīcina atmirušās šūnas daļas un veselas šūnas.

Vakuoli- ar šūnu sulu piepildīti dobumi citoplazmā, rezerves barības vielu un kaitīgo vielu uzkrāšanās vieta; tie regulē ūdens saturu šūnā.

Kodols- šūnas galvenā daļa, no ārpuses pārklāta ar divu membrānu caurdurtu kodola apvalku. Vielas iekļūst kodolā un tiek izņemtas no tā caur porām. Hromosomas ir iedzimtas informācijas nesējas par organisma īpašībām, kodola galvenajām struktūrām, no kurām katra sastāv no vienas DNS molekulas, kas apvienota ar olbaltumvielām. Kodols ir DNS, mRNS un rRNS sintēzes vieta.

Ārējās membrānas, citoplazmas ar organellām un kodola ar hromosomām klātbūtne.

Ārējā vai plazmas membrāna- norobežo šūnas saturu no apkārtējās vides (citas šūnas, starpšūnu viela), sastāv no lipīdu un olbaltumvielu molekulām, nodrošina komunikāciju starp šūnām, vielu transportēšanu šūnā (pinocitoze, fagocitoze) un ārā no šūnas.

Citoplazma- šūnas iekšējā pusšķidra vide, kas nodrošina saziņu starp kodolu un tajā esošajām organellām. Galvenie dzīvības procesi notiek citoplazmā.

Šūnu organellas:

1) endoplazmatiskais tīkls (ER)- zarojošu kanāliņu sistēma, piedalās olbaltumvielu, lipīdu un ogļhidrātu sintēzē, vielu transportēšanā šūnā;

2) ribosomas- rRNS saturoši ķermeņi atrodas uz ER un citoplazmā un piedalās proteīnu sintēzē. EPS un ribosomas ir vienots proteīnu sintēzes un transportēšanas aparāts;

3) mitohondriji- šūnas “elektrostacijas”, kuras no citoplazmas norobežo divas membrānas. Iekšējais veido cristae (locītas), palielinot tā virsmu. Fermenti uz kristāliem paātrina organisko vielu oksidēšanos un ar enerģiju bagātu ATP molekulu sintēzi;

4) Golgi komplekss- dobumu grupa, ko no citoplazmas norobežo membrāna, piepildīta ar olbaltumvielām, taukiem un ogļhidrātiem, kurus izmanto dzīvībai svarīgos procesos vai izņem no šūnas. Kompleksa membrānas veic tauku un ogļhidrātu sintēzi;

5) lizosomas- ķermeņi, kas piepildīti ar fermentiem, paātrina olbaltumvielu sadalīšanos aminoskābēs, lipīdus glicerīnā un taukskābēs, polisaharīdus monosaharīdos. Lizosomās tiek iznīcinātas atmirušās šūnas daļas, veselas šūnas.

Šūnu ieslēgumi- rezerves barības vielu uzkrāšanās: olbaltumvielas, tauki un ogļhidrāti.

Kodols- vissvarīgākā šūnas daļa. Tas ir pārklāts ar dubultu membrānu apvalku ar porām, caur kurām dažas vielas iekļūst kodolā, bet citas nonāk citoplazmā. Hromosomas ir galvenās kodola struktūras, iedzimtas informācijas nesējas par organisma īpašībām. Tas tiek pārnests mātes šūnas dalīšanās laikā uz meitas šūnām un ar dzimumšūnām uz meitas organismiem. Kodols ir DNS, mRNS un rRNS sintēzes vieta.

Vingrinājums:

Paskaidrojiet, kāpēc organellus sauc par specializētām šūnu struktūrām?

Atbilde: organellus sauc par specializētām šūnu struktūrām, jo ​​tās pilda stingri noteiktas funkcijas, iedzimtā informācija tiek glabāta kodolā, ATP tiek sintezēts mitohondrijās, fotosintēze notiek hloroplastos utt.

Ja jums ir jautājumi par citoloģiju, varat sazināties