Клеточные органеллы

1.

ЛЕКЦИЯ 5
Клеточные органеллы
Часть 2
Богданов Александр Олегович

2.

цитоплазма
Ядро
органеллы
мембранные
дву-
одно-
пластиды 7
гиалоплазма (цитозоль) 2
немембранные
цитоскелет 4
рибосомы 3
вакуолярная система 5
митохондрии 6
(эндоплазматический ретикулум, аппарат
Гольджи, эндо- и экзосомы, лизосомы,
вакуоли, пероксисомы
плазматическая мембрана

3.

ПОЛУАВТОНОМНЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ
• Двойная мембрана
• кольцевая ДНК
• 70s рибосомы
• независимое деление
http://moikompas.ru/compas/genom_mitochondria
Митохондрии
http://distant-lessons.ru/kletka-rastenij.html
Пластиды

4.

СИМБИОТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
ПРОИСХОЖДЕНИЯ ПОЛУАВТОНОМНЫХ
ОРГАНЕЛЛ
Сходство ДНК митохондрий и пластид с прокариотами
(кольцевая)
Прокариотические рибосомы – 70S (чувствительны к
хлорамфениколу)
Примеры симбиоза фотосинтезирующих прокариот и эукариот у
современных простейших.
Филогенетическое древо, построенное по р-РНК (консервативная
молекула, медленно меняющаяся в эволюции)
Строение промоторов и терминаров

5.

МИТОХОНДРИИ
Митохо́ндрия (от греч. μίτος — нить и χόνδρος —
зёрнышко, крупинка) — двумембранная сферическая или
эллипсоидная органелла, диаметром около 0,2-1 мкм и
длиной до 7-10 мкм.

6.

Митохондрии
Митохондрии имеются практически во всех эукариотических
клетках: как у гетеротрофов, так и у автотрофов.
Количество митохондрий в клетках различных организмов
существенно отличается: одноклеточные зелёные
водоросли (эвглена, хлорелла, политомелла) имеют лишь одну
гигантскую митохондрию, анаэробные простейшие (энтамебы) не
имеют митохондрий, в клетках животных тысячи митохондрий.

7.

МИТОХОНДРИАЛЬНАЯ ДНК
МтДНК у человека 16565 пар нуклеотидов
Содержит 37 генов — 13
кодируют белки, 22 —
гены тРНК, 2 — рРНК (по
одному гену для 12S и 16S
рРНК).

8.

МТДНК РАСТЕНИЙ
На
этом фоне геном митохондрий растений
значительно больше и может достигать
370000 нуклеотидных пар, что примерно в 20
раз больше описанного выше генома
митохондрий человека. Количество генов
здесь также примерно в 7 раз больше, что
сопровождается появлением в митохондриях
растений дополнительных путей
электронного транспорта, не сопряжённых с
синтезом АТФ.

9.

МИТОХОНДРИАЛЬНАЯ ЕВА

10.

УЛЬТРАМИКРОСКОПИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
МИТОХОНДРИЙ
1 - наружная
митохондриальная
мембрана;
2 - внутренняя
митохондриальная
мембрана;
3 - кристы;
4 - митохондриальный
матрикс
(лат. “криста” –
гребень, вырост)

11.

МИТОХОНДРИИ В КЛЕТКЕ
Синтез АТФ!
• Энергетические станции
• В матриксе – цикл Кребса
• На внутренней мембране – окислительное фосфорилирование
Митохондрии подвижные, пластичные, постоянно изменяют форму,
могут ветвиться, сливаться друг с другом, и расходится. Перемещение
митохондрий связано с микротрубочками.
митохондрии
Сконцентрированы в местах интенсивного потребления АТФ!

12.

ГЕНЕРАЦИЯ АТФ В МИТОХОНДРИЯХ
Генерация энергии в митохондриях в
макроэргических связях АТФ

13.

ГЕНЕРАЦИЯ АТФ В МИТОХОНДРИЯХ
Генерация АТФ
в митохондриях происходит за счет
процессов катаболизма продуктов гликолиза (проходит в
цитоплазме клетки) при помощи реакций цикла Кребса
(происходит в матриксе митохондрий).

14.

15.

ГЕНЕРАЦИЯ АТФ В МИТОХОНДРИЯХ
В мембране крист располагаются цепи переноса электронов и
сопряженного с ним фосфорилирования АДФ (окислительное
фосфорилирование).

16.

БЕТА-ОКИСЛЕНИЕ
ЛИПИДОВ

17.

ПЛАСТИДЫ
от. греч. plastides – создающие, образующие
Встречаются у фотосинтезирующих эукариотических организмов
(растения, низшие водоросли, некоторые одноклеточные организмы).
Хлоропласты
(фотосинтез, связывание СО2, синтез сахаров, выделение О2)
Число на клетку – 10-60
Два типа внутренних мембран – ламеллы и тилакоиды (уложены в стопки - граны)

18.

ХЛОРОПЛАСТЫ
(от греч. «chloros» – зеленый, «plastos» - вылепленный) – это
пластиды, содержащие пигмент хлорофилл, в хлоропластах
осуществляется фотосинтез

19.

ФОТОСИНТЕЗ
Реакционный центр Фотосистемы I наиболее эффективно
поглощает свет на длине волны 700 нм
Фотосистема II содержит хлорофильный димер P680,
максимум поглощения которого приходится на 680 нм

20.

ФОТОСИНТЕЗ У
БАКТЕРИЙ
Система бесхлорофилльного
фотосинтеза
Отсутствует электронтранспортная
цепь
Не происходит ассимиляции
углекислого газа, а
осуществляется
исключительно запасание
солнечной энергии в форме
АТФ

21.

ОКСИГЕННЫЙ ФОТОСИНТЕЗ
Имеются 2 фазы: светозависимая и светонезависимая
В ходе светозависимой фазы: происходит
поглощение квантов света пигментами, их переход в
возбуждённое состояние и передача энергии к другим
молекулам фотосистем (при этом Н2О-электрон=Н++ОН)
Одновременно с этим процессом происходит
синтез АТФ и НАДФН.
В ходе темновой фазы: происходят биохимические реакции
синтеза органических веществ с использованием энергии,
накопленной на светозависимой стадии. Чаще всего в
качестве таких реакций рассматривается цикл
Кальвина и глюконеогенез,
образование сахаров и крахмала из углекислого газа воздуха

22.

ЦИКЛ КАЛЬВИНА
В цикл
вовлекаются АТФ и НАДФ
·Н, образованные в ЭТЦ
фотосинтеза, углекислый
газ и вода; основным
продуктом
является глицеральдегид3-фосфат.
Две молекулы глицеральдегид-3фосфата используются для
синтеза глюкозы

23.

ХРОМОПЛАСТЫ
Это окрашенные пластиды. Цвет их обусловлен наличием
следующих пигментов: каротина (оранжево-желтый), ликопина
(красный) и ксантофилла (желтый)
Больше всего хромопластов в плодах и увядающих цветках и
листьях
Хромопласты могут развиваться из хлоропластов, которые при
этом теряют хлорофилл и накапливают каротиноиды
Основная функция хромопластов заключается в обеспечении окраски
цветов, плодов, семян.

24.

ЛЕЙКОПЛАСТЫ
Это бесцветные пластиды округлой, яйцевидной,
веретенообразной формы. Находятся в подземных частях
растений, семенах, эпидермисе, сердцевине стебля
Внутренняя оболочка образует немногочисленные
тилакоиды. На свету из хлоропластов образуются
хлоропласты.
Основная функция лейкопластов – это аккумуляция
питательных веществ.

25.

БЛАГОДАРЮ ЗА
ВНИМАНИЕ!