Органоиды клетки

1.

ОРГАНОИДЫ КЛЕТКИ

2.

Компартментализация клетки
• Клетка представляет собой сложную систему, разделённую на
отдельные отсеки — компартменты.
• Все мембранные органоиды (как одномембранные, так и
двумембранные), а также ядро, являются компартментами
клетки.
• Кроме того, компартментами можно считать и определённые
участки цитоплазмы, частично отделённые друг от друга при
участии мембран эндоплазматической сети и компонентов
цитоскелета.
Хотя такие зоны не изолированы полностью, они обеспечивают
функциональное разделение внутри клетки и способствуют
локализации отдельных процессов.

3.

Немембранные органоиды
К немембранным органоидам относятся рибосомы, клеточный центр, компоненты
цитоскелета, жгутики и реснички.
1. РИБОСОМЫ - немембранные органоиды, обеспечивающие синтез белка в
процессе трансляции.
Свободно плавают в цитоплазме или прикреплены к ЭПС.
Состоят их двух субъединиц (80S =60+40; 70S=50+30/ 70s-рибосома означает, что
коэффициент осаждения (седиментации) данных рибосом равен 70 сведбергам.)
Химический состав: белки и рРНК.
Сборка субъединиц рибосом в ядрышке.
Функции: биосинтез белка.
Полисома — несколько рибосом на одной иРНК.
Это позволяет клетке быстро и эффективно синтезировать множество одинаковых
молекул белка.

4.

5.

Локализация рибосом
1. Свободные цитоплазматические рибосомы (80S) синтезируют
белки для внутренних нужд клетки — так называемые
«домашние» белки, функционирующие в цитозоле, ядре,
митохондриях и других немембранных структурах.
2. Рибосомы шероховатой ЭПС (80S) синтезируют белки,
предназначенные для эндоплазматической сети, аппарата
Гольджи, лизосом, вакуолей, плазматической мембраны, а
также секреторные белки, выделяемые из клетки.
3. Рибосомы митохондрий и хлоропластов (70S) по строению
сходны с бактериальными рибосомами и обеспечивают синтез
белков, необходимых для функционирования самих этих
полуавтономных органоидов.

6.

2. Клеточный центр (центросома)
- это немембранная органелла, ассоциированная с ядром, которая у
большинства эукариот функционирует как главный центр организации
микротрубочек (ЦОМТ).
- Цетросома состоит из двух центриолей и центросферы (плотный
участок цитоплазмы, располагающийся вблизи ядра в неделящихся
клетках и содержащий две окруженные ободком плотного вещества
центриоли).
- Центриоли расположены перпендикулярно, состоят из девяти
триплетов микротрубочек, расположенных по окружности (структурная
формула: 9×3+0).
- Функции: участвует в делении клетки (формирование веретена
деления), основа для образования жгутиков и ресничек.

7.

• У семенных растений центросома не содержит центриолей и
представлена только центросферой, поэтому клетки таких
растений не способны образовывать жгутики и реснички.

8.

9.

Веретено деления — это динамическая структура, возникающая в
процессе клеточного деления (митоз и мейоз).
Обеспечивает точное распределение хромосом между дочерними
клетками.
Оно образовано двумя полюсами (центросомами) и
микротрубочками между ними. Микротрубочки присоединяются к
хромосомам и обеспечивают их движение к экватору и полюсам
клетки.

10.

4. Жгутики и реснички — подвижные органоиды эукариотических
клеток, обеспечивающие перемещение самой клетки или
движение жидкости в окружающей среде.
В основании жгутика и реснички располагается базальное тельце
— центр организации микротрубочек. Оно по строению
аналогично центриоли и состоит из 9 триплетов микротрубочек
(структурная формула: 9×3+0)

11.

• Аксонема (внутренний осевой цилиндр жгутика или реснички)
имеет характерную структуру: 9 пар (дублетов) микротрубочек по
периферии и 2 одиночные микротрубочки в центре (структурная
формула: 9×2+2).
• Жгутики — длинные, немногочисленные структуры,
совершающие вращательные или спиралевидные движения.
Примеры: сперматозоиды, эвглена зелёная, хламидомонада.
• Реснички — короткие, многочисленные выросты, двигающиеся
волнообразно. Примеры: инфузория-туфелька, ресничный
эпителий дыхательных путей, эпителий маточных труб.

12.

Цитоскелет
- представляет собой сеть белковых нитей и трубочек, которая формирует
опорный каркас клетки и обеспечивает движение внутриклеточных
структур, участие в делении клетки, поддержание её формы и
пространственную организацию органелл.
Цитоскелет включает три типа структур:
1. Микротрубочки— состоят из белка тубулина, самые толстые.
2. Микрофиламенты (актиновые филаменты) — состоят из белка актина,
самые тонкие.
3. Промежуточные филаменты — образованы различными белками,
включая кератины (в эпителиальных клетках) и ламины, выстилающие
внутреннюю поверхность ядерной оболочки.

13.

Компоненты цитоскелета
• картинка

14.

Роль элементов цитоскелета
• Таблица

15.

ОДНОМЕМБРАННЫЕ ОРГАНОИДЫ
• - эндоплазматическая сеть (ЭПС), аппарат Гольджи, лизосомы,
пероксисомы, вакуоли (центральная, сократительная,
пищеварительная).
• 1. Эндоплазматическая сеть (ЭПС)
• ЭПС (эндоплазматический ретикулум) — это система мембран,
образующая трехмерную сеть из каналов, трубочек и полостей,
пронизывающая всю клетку.
• ЭПС бывает двух типов: шероховатая (гранулярная) и гладкая
(агранулярная). ЭПС связана с мембраной ядра, и её полость
сообщается с межмембранным пространством ядра.

16.

Общие функции ЭПС
- разделение клетки на отсеки;
- транспорт веществ внутри клетки;
- накопление и транспорт веществ к аппарату Гольджи.

17.

Шероховатая (гранулярная) ЭПС
80S рибосом на внешней поверхности мембран, расположена
ближе к ядру.
Функции гранулярной ЭПС:
- синтез белков для самой ЭПС, аппарата Гольджи, лизосом,
вакуолей, плазматической мембраны и секреторных белков;
- начальная модификация (упаковка, сворачивание) вновь
синтезированных белков.

18.

Гладкая (агранулярная) ЭПС
Отсутствуют рибосомы на поверхности.
Функции:
- синтез и обмен липидов, включая фосфолипиды, необходимые
для построения клеточных мембран;
- синтез и обмен углеводов, в том числе синтез гликогена из
глюкозы (особенно активно в клетках печени).
.

19.

Аппарат (комплекс) Гольджи
- состоит из стопок мембранных цистерн и пузырьков, отделенных друг от друга и тесно
взаимодействует с ЭПС.
Функции:
- получение и распаковка везикул, поступающих от (ЭПС);
- накопление, сортировка и упаковка веществ внутри цистерн аппарата;
- конечная модификация белков, включая изменение их структуры, присоединение
углеводов, липидов, фосфатных и других функциональных групп;
- образование полисахаридов, входящих в состав клеточной стенки растений;
- формирование лизосом и различных типов вакуолей;
- упаковка секреторных белков (например, гормонов и нейромедиаторов)в секреторные
везикулы;
-формирование акросомы в сперматозоидах — специализированной структуры,
представляющей собой видоизменённый аппарат Гольджи, содержащей ферменты,
необходимые для разрушения оболочки яйцеклетки при оплодотворении.

20.

• Выделяют 2 полюса:
• Цис-полюс ближе к ядру,
принимает мембранные
пузырьки от ЭПС.
• В транс-полюсе
происходит разделение и
сортировка молекул по
химическому составу,
упаковка веществ.

21.

Лизосомы
— это мембранные пузырьки с кислой средой, образующиеся в
аппарате Гольджи и содержащие гидролитические ферменты
(гидролазы), то есть ферменты, осуществляющие внутриклеточное
расщепление веществ.

22.

Пероксисомы — это мембранные пузыри, содержащие ферментыокислители, в том числе каталазу, которая расщепляет перекись
водорода (H2O2).
Функции:
- нейтрализация токсичных перекисных соединений, включая
разложение H2O2 до воды и кислорода;
- окисление жирных кислот с образованием ацетил-КоА —
промежуточного продукта для энергетического обмена.

23.

Двумембранные органоиды
• Митохондрии — двумембранные органоиды, присутствующие в
эукариотических клетках.
• Функция — синтез АТФ (аденозинтрифосфата), универсального
источника энергии для всех процессов жизнедеятельности
клетки.
• Митохондрии функционируют только при наличии кислорода,
поэтому они играют ключевую роль в аэробном (кислородном)
энергетическом обмене. Их называют «энергетическими
станциями клетки».

24.

Строение митохондрии:
Наружная мембрана гладкая, прилегает к цитоплазме клетки.
Внутренняя мембрана окружает содержимое митохондрии — матрикс, образует
складки — кристы, которые значительно увеличивают её площадь.
На внутренней мембране расположены:
- белки дыхательной (электрон-транспортной) цепи,
- ферменты АТФ-синтазы = ферменты окислительного фосфорилирования =
грибовидные тела (устаревшее название).
Межмембранное пространство — область между наружной и внутренней
мембранами, где накапливаются протоны водорода (H+) в процессе работы
дыхательной цепи.
Матрикс — полужидкое внутреннее содержимое митохондрии, окружённое
внутренней мембраной. В нём находятся: кольцевая ДНК митохондрии,
рибосомы прокариотического типа (70S), РНК, ферменты, молекулы АТФ и др.

25.

26.

Чем больше энергии требуется клетке, тем больше в ней
митохондрий.
Особенно много митохондрий содержится в:
- мышечных клетках — для обеспечения энергией процессов
сокращения,
- нейронах — для поддержки передачи нервных импульсов,
- сперматозоидах — для активного движения клетки.

27.

Цитоплазматическая мембрана
(плазмолемма)
Плазматическая мембрана (или плазмалемма) — это мембрана,
окружающая цитоплазму клетки; она служит границей между
внутренним содержимым клетки и внешней средой.

28.

Фосфолипиды мембраны
- образуют двойной (би-) слой, который составляет основу
клеточной мембраны. Каждая молекула фосфолипида состоит из:
- гидрофильной (полярной) головки, обладающей сродством к
воде,
- гидрофобных (неполярных) хвостов, отталкивающих воду.
В мембране гидрофобные хвосты обращены внутрь — подальше от
водной среды цитоплазмы и внешнего пространства, а полярные
головки направлены наружу, контактируя с водой.
Такое расположение обеспечивает прочность мембраны и
способствует её способности к самосборке.

29.

30.

Функции фосфолипидов мембраны
1. Структурная функция: фосфолипиды формируют двойной
(бислойный) липидный слой, который составляет основу
мембраны.
2. Барьерная функция: фосфолипидный бислой препятствует
свободному прохождению через мембрану крупных полярных
молекул (аминокислот, белков, нуклеотидов, нуклеиновых кислот,
углеводов) и заряженных частиц (ионов K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Cl− и
др.).

31.

Мембранные белки
— это белки, встроенные в структуру мембраны, которые определяют
её специфические свойства и функции.
Выделяют три типа мембранных белков:
1. Интегральные (трансмембранные) белки – полностью пронизывают
мембрану, контактируют как с гидрофильными головками, так и с
гидрофобными хвостами фосфолипидов с обеих сторон.
2. Полуинтегральные белки – частично погружены в мембрану,
контактируют как с гидрофильными головками, так и с гидрофобными
хвостами фосфолипидов.
3. Периферические (поверхностные) белки – не погружены в мембрану,
взаимодействуют только с гидрофильными головками фосфолипидов.

32.

33.

Гликокаликс животной мембраны
Гликокаликс — углеводный компонент мембраны, характерный
исключительно для животных клеток (ввиду отсутствия у них
клеточной стенки).
Располагается только на внешней стороне плазматической
мембраны.

34.

Животная клетка