Особенности строения и основные органеллы растительных клеток

Цитоскелет

Он состоит из микротрубочек и микрофиламентов (актиновых и промежуточных). Составляющие цитоскелета представляют собой полимеры белков, в основном, актина, тубулина или кератина. Микротрубочки служат для поддержания формы клетки, они формируют органы движения у простейших организмов, таких как инфузории, хламидомонады, эвглены и т. д. Актиновые микрофиламенты также играют роль каркаса. Кроме того, они участвуют в процессе перемещения органелл. Промежуточные в разных клетках построены из различных белков. Они поддерживают форму клетки, а также закрепляют ядро и другие органеллы в постоянном положении.

Рекомендации

1. ^ Pavelk М, Миронов А. А. (2008). «Наследование аппарата Гольджи». Аппарат Гольджи: современное состояние через 110 лет после открытия Камилло Гольджи . Берлин: Springer. п. 580. DOI : 10.1007 / 978-3-211-76310-0_34 . ISBN 978-3-211-76310-0.
2. ^ a b c d Fabene PF, Bentivoglio M (октябрь 1998 г.). «1898–1998: Камилло Гольджи и« Гольджи »: сто лет терминологических клонов». Бюллетень исследований мозга . 47 (3): 195–8. DOI10.1016 / S0361-9230 (98) 00079-3 . PMID 9865849 .
3. ^ Гольджи C (1898). «Intorno alla struttura delle cellule nervose» . Bollettino della Società Medico-Chirurgica di Pavia . 13 (1): 316. Архивировано из оригинала 2018-04-07.
4. ^ a b Дэвидсон MW (2004-12-13). «Аппарат Гольджи» . Молекулярные выражения . Государственный университет Флориды. Архивировано 07 ноября 2006 года . Проверено 20 сентября 2010 .
5. ^ a b c d e f g h Альбертс, Брюс; и другие. (1994). Молекулярная биология клетки . Издательство Гарленд. ISBN 978-0-8153-1619-0.
6. ^ a b c d e Накано А., Луини А. (август 2010 г.). «Переход через Гольджи». Текущее мнение в клеточной биологии . 22 (4): 471–8. DOI10.1016 / j.ceb.2010.05.003 . PMID 20605430 .
7. Перейти ↑ Suda Y, Nakano A (апрель 2012 г.). «Дрожжевой аппарат Гольджи» . Трафик . 13 (4): 505–10. DOI10.1111 / j.1600-0854.2011.01316.x . PMID 22132734 .
8. ^ Duran JM, Kinseth M, Bossard C, Rose DW, Polishchuk R, Wu CC, Yates J, Zimmerman T, Malhotra V (июнь 2008 г.). «Роль GRASP55 во фрагментации Гольджи и вступлении клеток в митоз» . Молекулярная биология клетки . 19 (6): 2579–87. DOI10,1091 / mbc.E07-10-0998 . PMC 2397314 . PMID 18385516 .
9. ^ День, Кейси Дж .; Каслер, Джейсон С .; Глик, Бенджамин С. (2018). «У почкующихся дрожжей минимальная эндомембранная система» . Клетка развития . 44 (1): 56–72.e4. DOI10.1016 / j.devcel.2017.12.014 . PMC 5765772 . PMID 29316441 .
10. ^ а б в г Дэй К.Дж., Стэхелин Л.А., Глик Б.С. (сентябрь 2013 г.). «Трехэтапная модель структуры и функции Гольджи» . Гистохимия и клеточная биология . 140 (3): 239–49. DOI10.1007 / s00418-013-1128-3 . PMC 3779436 . PMID 23881164 .
11. Перейти ↑ Campbell, Neil A (1996). Биология (4-е изд.). Менло-Парк, Калифорния: Бенджамин / Каммингс. С.  122 , 123. ISBN 978-0-8053-1957-6.
12. ^ Уильям Г. Флинн (2008). Биотехнология и биоинженерия . Nova Publishers. С. 45–. ISBN 978-1-60456-067-1. Проверено 13 ноября 2010 года .
13. ^ Prydz K, Дален KT (январь 2000). «Синтез и сортировка протеогликанов». Журнал клеточной науки . 113. 113, Пет. 2: 193–205. PMID 10633071 .
14. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q Глик Б. С., Луини А. (ноябрь 2011 г.). «Модели движения Гольджи: критическая оценка» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 3 (11): a005215. DOI10.1101 / cshperspect.a005215 . PMC 3220355 . PMID 21875986 .
15. ^ а б Мари М., Саннеруд Р., Авснес Дейл Х, Сарасте Дж. (сентябрь 2008 г.). «Сядьте на поезд« А »: по скоростным путям к поверхности клетки» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 65 (18): 2859–74. DOI10.1007 / s00018-008-8355-0 . PMC 7079782 . PMID 18726174 .
16. ^ a b c d D’Souza-Schorey C, Chavrier P (май 2006 г.). «Белки ARF: роли в мембранном трафике и за его пределами». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология . 7 (5): 347–58. DOI10.1038 / nrm1910 . PMID 16633337 .
17. Перейти ↑ Papanikou E, Day KJ, Austin J, Glick BS (2015). «COPI выборочно способствует созреванию ранних Гольджи» . eLife . 4 . DOI10.7554 / eLife.13232 . PMC 4758959 . PMID 26709839 .

Модификация белков в аппарате Гольджи

В цистернах Аппарата Гольджи созревают белки предназначенные для секреции, трансмембранные белки плазматической мембраны, белки лизосом и т. д. Созревающие белки последовательно перемещаются по цистернам органеллы, в которых происходит их модификации — гликозилирование и фосфорилирование. При О-гликозилировании к белкам присоединяются сложные сахара через атом кислорода. При фосфорилировании происходит присоединение к белкам остатка ортофосфорной кислоты.

Схема, показывающая цитоплазму, вместе с ее компонентами (или органеллами), в типичной животной клетке. Органеллы: 1 — ядрышко; 2 — ядро; 3 — рибосома (маленькие точки); 4 — везикула; 5 — шероховатый эндоплазматический ретикулум (ER); 6 — аппарат Гольджи; 7 — цитоскелет; 8 — гладкий эндоплазматический ретикулум; 9 — митохондрия; 10 — вакуоль; 11 — цитоплазма; 12 — лизосома; 13 — центриоль и центросома.

Разные цистерны Аппарата Гольджи содержат разные резидентные каталитические ферменты и, следовательно, с созревающими белками в них последовательно происходят разные процессы. Понятно, что такой ступенчатый процесс должен как-то контролироваться. Действительно, созревающие белки «маркируются» специальными полисахаридными остатками (преимущественно маннозными), по-видимому, играющими роль своеобразного «знака качества».

Не до конца понятно, каким образом созревающие белки перемещаются по цистернам Аппарата Гольджи, в то время как резидентные белки остаются в большей или меньшей степени ассоциированы с одной цистерной. Существуют две взаимонеисключающие гипотезы, объясняющие этот механизм:

• согласно первой, транспорт белков осуществляется при помощи таких же механизмов везикулярного транспорта, как и путь транспорта из ЭПР, причём резидентные белки не включаются в отпочковывающуюся везикулу;
• согласно второй, происходит непрерывное передвижение (созревание) самих цистерн, их сборка из пузырьков с одного конца и разборка с другого конца органеллы, а резидентные белки перемещаются ретроградно (в обратном направлении) при помощи везикулярного транспорта.

Основные понятия

Аппарат Гольджи состоит из нескольких составляющих элементов: цис-, медиал- и транс-цистерна. Первая часть размещена вблизи яда. Она связана с гранулами. В ее функции входит:

• захват органических веществ;
• передача жиров, белков, которые прошли синтез.

Медиал-цистерна обеспечивает взаимосвязь между цис- и транс- элементами. С помощью срединной части обеспечивается перенос ацетилглюкозамина. За формирование сети аппарата отвечает транс-цистерна. Завершение гликозилирования, сортировка ферментов и веществ — дополнительные функции транс-цистерны. Она находится вдали от ядра.

Комплекс в растительных и животных клетках имеет отличительные признаки в строении. Различия наблюдаются и у одной системы на разных этапах дифференцировки клетки. К примеру, пузырьковые элементы на протяжении всего периода развития клетки выполняют следующие функции:

• перенос белков и липидов между цистернами;
• вывод продуктов синтеза.

Устройство комплекса

Особенности строения комплекса Гольджи — он состоит из сплющенных резервуаров, обычно хранящихся в диктиосомах. Они не изолированы, а связаны трубочной системой. Первая ёмкость ядра называется полюсом. Количество резервуаров в разных клетках организмов может отличаться, но в целом структура всех эукариот одинакова. В секреторных частях они становятся особенно сильными. Размер и форму аппарата можно посмотреть на рисунках в учебнике.

Доля состоит из 3−8 резервуаров толщиной около 25 Нм, сплющенных посередине и продолжающихся к периферии, напоминающих перевёрнутые пластины. Они связаны меж собой. Маленькие пузырьковые плёнки образуются из периферической части. Клетки человека и растения могут сохранить эти образования. У некоторых из них есть все шансы сообщаться друг с другом, образуя сеть.

Полярность — это наличие цис-стороны, направленной к ядру, где везикулы и боковые стенки соединены с клеткой (эта индивидуальность заметна в частях, выделяющих органы). Сторона асимметрии, расположенная к ядру (проксимальному полюсу), обладает способностью удерживать «незрелые» белки, везикулы, отделённые от ЭПС, которые каждый день прикрепляются к ней.

В случае повреждения по внешним причинам Гольджи делится на некоторые части, но главные её функции будут выполняться. Впоследствии при высвобождении системы микротрубочек, которая была случайным образом распределена в цитоплазме, части добавляются и трансформируются в хорошо функционирующий пластинчатый комплекс. Физическое разделение происходит в обычных клеточных критериях.

Открытие

Аппарат Гольджи из-за своего большого размера и отличительной структуры был одной из первых органелл, которые были обнаружены и подробно изучены. Он был открыт в 1898 году итальянским врачом Камилло Гольджи во время исследования нервной системы . После первого наблюдения под микроскопом он назвал эту структуру apparato reticolare interno («внутренний ретикулярный аппарат»). Некоторые поначалу сомневались в открытии, утверждая, что внешний вид структуры был просто оптической иллюзией, созданной техникой наблюдения, использованной Гольджи. С развитием современных микроскопов в двадцатом веке открытие подтвердилось. Ранние ссылки на аппарат Гольджи относились к нему под различными названиями, включая «аппарат Гольджи-Хольмгрена», «каналы Гольджи-Хольмгрена» и «аппарат Гольджи-Копша». Термин «аппарат Гольджи» был использован в 1910 году и впервые появился в научной литературе в 1913 году, а «комплекс Гольджи» был введен в 1956 году.

Функция

Аппарат Гольджи (розовый лосось) в контексте секреторного пути.

Аппарат Гольджи — это основная станция сбора и отправки белковых продуктов, полученных из эндоплазматического ретикулума (ER). Белки, синтезируемые в ER, упаковываются в пузырьки , которые затем сливаются с аппаратом Гольджи. Эти белки-карго модифицируются и предназначены для секреции посредством экзоцитоза или для использования в клетке. В этом отношении Golgi можно рассматривать как почтовое отделение: он упаковывает и маркирует предметы, которые затем отправляет в разные части клетки или во внеклеточное пространство . Аппарат Гольджи также участвует в транспорте липидов и образовании лизосом .

Структура и функции аппарата Гольджи тесно связаны. Отдельные стеки содержат разные наборы ферментов, что позволяет постепенно обрабатывать грузовые белки по мере их перемещения от цистерн к лицу транс-Гольджи. Ферментативные реакции внутри стеков Гольджи происходят исключительно вблизи их мембранных поверхностей, где закреплены ферменты. Эта особенность отличается от ER, в просвете которого содержатся растворимые белки и ферменты . Большая часть ферментативного процессинга — это посттрансляционная модификация белков. Например, фосфорилирование олигосахаридов на лизосомальных белках происходит на ранней стадии CGN. Цис цистернысвязаны с удалением остатков маннозы . Удаление остатков маннозы и добавление N-ацетилглюкозамина происходит в медиальных цистернах. Добавление галактозы и сиаловой кислоты происходит в транс — цистернами. Сульфатация из тирозина и углеводов происходит в пределах TGN. Другие общие посттрансляционные модификации белков включают добавление углеводов ( гликозилирование ) и фосфатов ( фосфорилирование). Модификации белка могут образовывать сигнальную последовательность, которая определяет конечное предназначение белка. Например, аппарат Гольджи добавляет маннозо-6-фосфатную метку к белкам, предназначенным для лизосом . Еще одна важная функция аппарата Гольджи — образование протеогликанов . Ферменты Гольджи присоединяют белки к гликозаминогликанам , создавая таким образом протеогликаны. Гликозаминогликаны — это длинные неразветвленные молекулы полисахаридов , присутствующие во внеклеточном матриксе животных.

Секреция белков

Аппарат Гольджи обеспечивает точный контроль над выходящими из него белками. Во-первых, это гарантирует, что белки, необходимые для функционирования эндоплазматического ретикулума, будут возвращены ретроградным потоком к последнему. Эти белки помечены последовательностью KDEL или KKXX в зависимости от их функции. KDEL соответствует растворимым белкам, а KKXX — мембранным белкам. Некоторые белки, содержащие последовательность KKXX, служат рецепторами KDEL и, таким образом, обеспечивают ретроградный поток белков KDEL из аппарата Гольджи в эндоплазматический ретикулум .

Тогда есть два типа секреции белков в аппарате Гольджи. Конститутивная секреция обычно направляется на плазматическую мембрану. Этот секрет не требует никакого сигнала. Контролируемая секреция, как следует из названия, требует сигнала. Этот принцип позволяет контролировать экспорт этих белков.

Основные функции

Важными характеристиками комплекса Гольджи являются передача белков в соответствии с их назначением, а также их гликозилирование, дегликозилирование и трансформация олигосахаридных цепей. Аппарат характеризуется гладкой активной анизотропией. Возобновлённые синтезированные белки транспортируются из ретикулума к полюсам с поддержкой везикул. После этого они постепенно перемещаются, претерпевая схему преобразования (состав ферментных систем может встречаться, изменяется в резервуарах при их удалении из ядра). В конце белки попадают в место назначения.

Гольджи гарантирует открытие транспортировки белка в таких частях:

• лизосомах (в центральной вакуоли клеток растений и простейших);
• клеточной мембране и межклеточном пространстве. Цель движения белка определяется специальными гликозидными маркерами.

Митохондрии

Митохондрии — органеллы, характерные для большинства клеток растений. Имеют изменчивую форму палочек, зёрнышек, нитей. Открыты в 1894 году Р. Альтманом с помощью светового микроскопа, а внутреннее строение было изучено позднее с помощью электронного.

Строение митохондрии

Митохондрии имеют двухмембранное строение. Внешняя мембрана гладкая, внутренняя образует различной формы выросты — трубочки в растительных клетках. Пространство внутри митохондрии заполнено полужидким содержимым (матриксом), куда входят ферменты, белки, липиды, соли кальция и магния, витамины, а также РНК, ДНК и рибосомы. Ферментативный комплекс митохондрий ускоряет работу сложного и взаимосвязанного механизма биохимических реакций, в результате которых образуется АТФ. В этих органеллах осуществляется обеспечение клеток энергией — преобразование энергии химических связей питательных веществ в макроэргиеские связи АТФ в процессе клеточного дыхания. Именно в митохондриях происходит ферментативное расщепление углеводов, жирных кислот, аминокислот с освобождением энергии и последующим превращением её в энергию АТФ. Накопленная энергия расходуется на ростовые процессы, на новые синтезы и т. д. Митохондрии размножаются делением и живут около 10 дней, после чего подвергаются разрушению.

Признаки системы

Аппарат Гольджи представлен в виде цистерн, количество которых колеблется в пределах 3−8. Их толщина равняется 25 нм. В центральной части системы наблюдаются утолщения, а к периферии — расширения. Цистерны плотно примыкают между собой. От периферического отдела отпочковываются маленькие пузырьки.

У человека толщина комплекса меньше, чем у растений. В любом организме цистерны с пузырьками образуют диктиосому. В совокупности диктиосомы формируют сеть. Кроме особенностей строения, для комплекса характерны следующие признаки:

1. Полярность. С одной стороны цистерн сливаются везикулы, а с другой — транс-стороны устремлены к оболочке. Подобная особенность наблюдается в секретирующих клетках.
2. Асимметричность. На стороне, расположенной вблизи ядра, находятся «незрелые» белки. К ним фиксируются везикулы. В транс-стороне содержатся модифицированные вещества.

В процессе разрушения инородными телами комплекс делится на части. В этот период сохраняются его главные функции.

Внешние ссылки

У Схолии есть профиль для аппарата Гольджи (Q83181) .

СМИ, связанные с аппаратом Гольджи, на Викискладе?

vтеСтруктуры клетки / органелл
Эндомембранная система	Клеточная мембрана Ядро Эндоплазматическая сеть аппарат Гольджи Родительский Аутофагосома Везикул Экзосома Лизосома Эндосома Фагосома Вакуоль Акросома Цитоплазматическая гранула Меланосома Микротело Глиоксисома Пероксисома Тело Вейбеля – Паладе
Цитоскелет	Микрофиламент Промежуточная нить Микротрубочка Прокариотический цитоскелет Центр организации микротрубочек Центросома Центриоль Базальное тело Корпус полюса шпинделя Миофибриллы Ундулиподиум Ресничка Жгутик Axoneme Радиальная спица Псевдоподиум Ламеллиподиум Филоподий
Эндосимбионты	Митохондрия Пластид Хлоропласт Хромопласт Геронтопласт Лейкопласт Амилопласт Элайопласт Протеинопласт Танносома
Прочие внутренние	Ядрышко РНК Рибосома Сплайсосома Сейф Цитоплазма Цитозоль Включения Протеасома
Внешний	Клеточная стенка Внеклеточный матрикс

Авторитетный контроль	MA : 119062480 NDL : 00562538

Строение

Все живые существа (люди, животные, растения) крайне сложны по своему строению, но их объединяет одна фундаментальная часть – клетка.

Это самостоятельная биосистема, обладающая главными особенностями и свойствами живого организма, т.е. она может расти, меняться, делиться, перемещаться и приспосабливаться к окружающей среде. Кроме этого, клетки также обладают:

• особенным строением,
• упорядоченными структурами,
• обменом веществ,
• набором определенных функций.

Существует целая наука, занимающаяся изучением этих частиц – цитология. Ее задачей является изучение не только одноклеточных организмов, таких как бактерии и вирусы, но и структурных единиц больших и сложных объектов, таких как люди, растения и животные.

Общая организация их крайне похожа – они все обладают ядром, а также определенным набором органелл.

Клетки и их функции разнообразны по своим параметрам. У них разная форма и размеры, у каждой своя работа в организме. Но есть у них и общие черты – химическое строение и организационный принцип структур. Каждая молекула содержит в себе определенные органеллы или органоиды – постоянные структуры или их составные части.

Не все еще изучено, многие вопросы касательно строения и функций этих частиц остаются открытыми и дискуссии о них продолжаются. Например, относятся ли лизосомы и вакуоли к органеллам или нет?

Классификация

Клетки классифицируют в зависимости от типа их компонентов. Как уже было сказано, каждая из них содержит определенные органеллы внутри – функциональные части, и классифицируют структурную единицу в зависимости от этих частей. Выделяют:

1. Немембранные – внутри нет никаких органоидов, которые были бы окружены пленкой.
2. Мембранные внутри присутствуют органоиды, которые окружены двумя или более пленками (например, митохондрии).

Мембранные в свою очередь подразделяются на:

• одномембранные – органоиды клетки и их внутренние частицы отделены одной биологической пленкой. К ним относятся комплекс Гольджи и пр.,
• двумембранные органоиды – у этих частей ядро скрыто за двумя пленками.

Мембрана помогает сохранить органеллу от цитоплазмы и придать ей форму, при этом они могут быть различными по своему составу из-за разного количества протеинов. Кроме них в растительных молекулах встречается и целлюлозная оболочка (стенка), которая расположена с внешней стороны единицы, выполняющая опорную функцию.

Пластиды

Пластиды это органеллы, которые являются специфичными только для клеток растений. Исключение составляют большинство бактерий, грибов и некоторые виды водорослей.

У зеленых водорослей пластиды называются хроматофорами. Они различаются по размеру и форме. А вот у высших растений пластиды чаще всего имеют форму двояковыпуклой линзы. Количество их колеблется от 10 до 200 штук.

Пластиды бывают 3 видов:

• бесцветные пластиды: лейкопласты;
• окрашенные пластиды:
  • хлоропласты (зеленого цвета);
  • хромопласты (желтого, красного, оранжевого и других цветов).

Хлоропласты

Зеленый цвет хлоропластов связан с наличием в них зеленого пигмента — хлорофилла. Основная функция хлоропластов – это фотосинтез.

Но также здесь идет синтез белка, а наличие собственной ДНК дает возможность передавать свойства по наследству. Это явление называется цитоплазматической наследственностью. Как и митохондрии, пластиды способны к делению.

Снаружи хлоропласты покрывают две белково-липидные мембраны. В основном веществе (строме) находятся мелкие тельца — граны и мембранные каналы.

Граны – это круглые плоские мешочки или тилакоиды (размером 1 мкм), сложенные стопкой в виде монет. Обычно они располагаются перпендикулярно поверхности хлоропласта.

Если свет очень яркий, пластиды поворачиваются ребром к свету и выстраиваются вдоль стенок. При слабом освещении, они поворачиваются своей большей поверхностью к нему. При среднем свете они находятся в среднем положении. Таким образом, условия для фотосинтеза получается наиболее благоприятными.

Еще одна интересная особенность хлорофилла. Его молекула сходна с молекулой гемоглобина. Только вместо атома железа (гемоглобин) в хлорофилле содержится атом магния.

Хромопласты

Как ни странно, но роль хромопластов в жизни клетки растений до сих пор до конца не выяснена. Возможно, они играют определенную роль в окислительно-восстановительных процессах внутри клеток.

Хромопласты отличаются по цвету из-за наличия пигментных веществ (каротиноидов). Они изменяют цвет плодов, цветков и листьев. Яркие окраски привлекают насекомых – опылителей и животных. Одни опыляют растения, а другие разносят семена от материнского растения.

По строению хромопласты схожи с хлоропластами, но имеют разнообразную внешнюю форму.

Лейкопласты

Лейкопласты тоже двумембранные, но если наружная мембрана – гладкая, то внутренняя имеет выступы.

Эти органоиды клетки случат основным накопителем питательных веществ в клетках. Поэтому там, где растения накапливает вещества (клубни, плоды, корневища и т.д.) их будет больше всего.

В зависимости от вещества, которое накапливают лейкопласты, они делятся на 3 группы:

• амилопласты – это склад крахмала. Этот вид лейкопластов есть во всех растительных клетках, т.к. крахмал – это углевод и является основным продуктом питания клетки. Лейкопласты некоторых растений запасают такое количество крахмала, что заполняются им полностью. Их назвали – крахмальные зерна;
• элайопласты это лейкопласты, продуцирующие и накапливающие жиры;
• протеинопласты – название говорит о специализации этих пластид – накопление белка.

Интересно, что если в растении невозможен фотосинтез, именно лейкопласты становятся основным источником питания для растений. Под действием ферментов накопленные вещества расщепляются, и растение получает питание и энергию.

Пластиды могут трансформироваться друг в друга. Но если лейкопласты могут перейти в хлоропласты, а хлоропласты – в хромопласты, то считается, что именно хромопласты являются последней стадией развития пластид.

Важно знать! Одновременно в клетке растения может находиться только один вид пластид

Субклеточная локализация

Субклеточная локализация аппарата Гольджи варьируется у эукариот . У млекопитающих одиночный аппарат Гольджи обычно располагается около ядра клетки , близко к центросоме . Трубчатые соединения отвечают за соединение штабелей. Локализация и трубчатые связи аппарата Гольджи зависят от микротрубочек . В экспериментах видно, что по мере деполимеризации микротрубочек аппараты Гольджи теряют взаимные связи и становятся отдельными стопками по всей цитоплазме . У дрожжей несколько аппаратов Гольджи разбросаны по цитоплазме (как наблюдается у Saccharomyces cerevisiae ). У растений стеки Гольджи не концентрируются в центросомной области и не образуют ленты Гольджи. Организация растения Гольджи зависит от актиновых кабелей, а не микротрубочек. Общей чертой Гольджи является то, что они прилегают к местам выхода эндоплазматического ретикулума (ЭР).

§ 14. Ядро клетки

Ядро — это обязательный компонент любой эукариотической клетки. В большинстве клеток имеется одно ядро, но существуют также двуядерные и многоядерные клетки. Например, у инфузории туфельки два ядра, а в клетках некоторых водорослей и грибов, в поперечнополосатых мышечных волокнах — несколько. Зрелые клетки ситовидных трубок покрытосеменных растений и эритроциты млекопитающих лишены ядер. Такие клетки утрачивают ядро в процессе развития, теряя способность к размножению.

Строение ядра. Обычно ядро имеет шаровидную или яйцевидную форму, однако в некоторых клетках форма ядра может быть иной: веретеновидной, линзовидной, подковообразной и др. Размеры клеточных ядер также отличаются. Тем не менее, несмотря на эти различия, все ядра устроены одинаково. Ядро клетки состоит из ядерной оболочки, ядерного сока, хроматина и одного или нескольких ядрышек (рис. 14.1).

Ядерная оболочка отделяет содержимое ядра от гиалоплазмы. Она состоит из двух мембран — наружной и внутренней, между которыми находится межмембранное пространство. Наружная мембрана ядра непосредственно переходит в мембрану эндоплазматической сети, на ее поверхности располагаются рибосомы. На внутренней мембране рибосомы отсутствуют.

В  некоторых местах ядерной оболочки имеются круглые сквозные отверстия — ядерные поры (см. рис. 14.1). Благодаря им происходит обмен различными материалами между ядром и гиалоплазмой. *Ядерные поры образованы сложно организованными белковыми структурами, регулирующими транспорт веществ. Количество пор в одном ядре обычно составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч и может меняться в зависимости от метаболической активности клетки.* Через ядерные поры из ядра в гиалоплазму выходят молекулы мРНК, тРНК, субъединицы рибосом. Из гиалоплазмы в ядро поступают АТФ, нуклеотиды, различные ионы, белки и другие вещества. *Небольшие молекулы и ионы проходят через ядерные поры за счет диффузии. Крупные молекулы транспортируются избирательно, путем активного транспорта.*

Ядерный сок представляет собой водный раствор, содержащий различные органические и неорганические вещества. По составу и свойствам ядерный сок сходен с гиалоплазмой. Он заполняет внутреннее пространство ядра и является средой протекания всех внутриядерных процессов. В ядерный сок погружены хроматин и ядрышки.

Хроматин — это нитевидные структуры ядра, образованные линейными молекулами ДНК и специальными белками. Белки обеспечивают упаковку длинных молекул ДНК в более компактные структуры. В неделящейся клетке хроматин может равномерно распределяться в объеме ядра или располагаться отдельными сгустками.

Ядрышко представляет собой плотное округлое образование, не ограниченное собственной мембраной. *Оно состоит из белков, РНК, ДНК и формируется в области расположения так называемых ядрышковых организаторов — участков ДНК, содержащих информацию о структуре рРНК.* В ядре может быть одно или несколько ядрышек, они могут появляться и исчезать. В ядрышке осуществляется синтез рРНК. Здесь они приобретают определенную пространственную конфигурацию и соединяются с особыми белками, поступающими из цитоплазмы. Таким образом в ядрышке происходит сборка отдельных субъединиц рибосом.

В начале деления клетки ядрышки исчезают, ядерная оболочка распадается на отдельные фрагменты, ядерный сок смешивается с гиалоплазмой. Поэтому в делящейся клетке ядро отсутствует.

Функции ядра. Клеточное ядро содержит молекулы ДНК. Следовательно, оно осуществляет хранение наследственной информации клетки. В ядре информация о первичной структуре белков переписывается с молекул ДНК на молекулы мРНК, которые переносят ее в цитоплазму к месту синтеза белков. Субъединицы рибосом, в которых происходит синтез белков, и молекулы тРНК, участвующие в этом процессе, также образуются в ядре. Таким образом, ядро обеспечивает не только хранение, но и реализацию наследственной информации. Оно управляет всеми процессами жизнедеятельности клетки, определяя (путем синтеза молекул мРНК), какие белки и в какое время должны синтезироваться в рибосомах.

Растительные органеллы

Итак, рассмотрим, какие же органоиды имеются в растениях и какие именно функции они выполняют.

Ядро и цитоплазма

Ядро (ядерный аппарат) один из самых важных органоидов. Оно отвечает за передачу наследственной информации ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту). Ядро органелла округлой формы. У него есть подобие скелета ядерный матрикс. Именно матрикс отвечает за морфологию ядра, его форму и размеры. Внутри ядра содержится ядерный сок, или кариоплазма. Она представляет собой достаточно вязкую, густую жидкость, в которой находятся маленькое ядрышко, формирующее белки и ДНК, а также хроматин, который реализует накопленный генетический материал.

Сам ядерный аппарат вместе с другими органоидами находится в цитоплазме жидкой среде. Цитоплазма состоит из белков, углеводов, нуклеиновых кислот и прочих веществ, являющихся результатами производства других органоидов. Главная функция цитоплазмы передача веществ между органоидами для поддержания жизни. Так как цитоплазма это жидкость, то внутри клетки происходит незначительное движение органелл.

Мембранная оболочка

Мембранная оболочка, или плазмалемма, выполняет защитную функцию, оберегая органеллы от каких-либо повреждений. Мембранная оболочка представляет собой плёнку. Она не сплошная оболочка имеет поры, через которые одни вещества входят в цитоплазму, а другие выходят. Складки и выросты мембраны обеспечивают прочное соединение клеток между собой. Защищена оболочка клеточной стенкой, это наружный скелет, придающий клетке особую форму.

Вакуоли

Вакуоли это специальные резервуары для хранения клеточного сока. Он содержит в себе питательные вещества и продукты жизнедеятельности. Вакуоли накапливают его в процессе всей жизни клетки, подобные запасы необходимы в случае повреждений (редко) или же нехватки питательных веществ.

Аппарат, лизосомы и митохондрии

• Аппарат, или комплекс Гольджи, это органелла, предназначенная для выведения побочных, ненужных веществ за пределы мембранной оболочки.
• Лизосома органоид, окружённый специальной защитной мембраной. Внутри лизосомы всегда поддерживается кислотная среда. В её функции входит внутриклеточное переваривание макромолекул, превращение их в полезные вещества.
• Митохондрии своеобразные энергостанции, имеют сферическую или эллипсоидную форму. Они обеспечивают клетку энергией. Процесс, происходящий в митохондриях, иногда называют внутриклеточным дыханием. Эти органеллы, окисляя органические соединения, образуют АТФ (аденозинтрифосфат) универсальный источник энергии для органоидов.

Хлоропласты, лейкопласты и хромопласты

Пластиды двумембранные органоиды клетки, делящиеся на три вида хлоропласты, лейкопласты и хромопласты:

• Хлоропласты придают растениям зелёный цвет, они имеют округлую форму и содержат особое вещество пигмент хлорофилл, участвующий в процессе фотосинтеза.
• Лейкопласты органеллы прозрачного цвета, отвечающие за переработку глюкозы в крахмал.
• Хромопластами называют пластиды красного, оранжевого или жёлтого цвета. Они могут развиваться из хлоропластов, когда те теряют хлорофилл и крахмал. Мы можем наблюдать этот процесс, когда желтеют листья или созревают плоды. Хромопласты могут превратиться обратно в хлоропласты при определённых условиях.

Эндоплазматическая сеть

Эндоплазматическая сеть состоит из рибосом и полирибосом. Рибосомы синтезируются в ядрышке, они выполняют функцию биосинтеза белка. Рибосомные комплексы состоят из двух частей большой и малой. Количество рибосом в пространстве цитоплазмы преобладающее.

Полирибосома это множество рибосом, транслирующих одну большую молекулу вещества.

Клеточный центр (центросома)

Эта органелла располагается рядом с ядром, в центре клетки. Обнаружить клеточный центр и описать его строение стало возможным только после создания электронных микроскопов. Это очень мелкая органелла, размер ее 0,3-1 мкм.

Основная роль клеточная центра – это распределение хромосом при таком делении клеток как митоз. Благодаря особенностям строения клеточного центра, обеспечивается равномерное распределение генетического материала между клетками.

Органы движения некоторых клеток по своей структуре сходны с клеточным центром.

Такие органоиды (органеллы) известны науке на сегодняшний день. Но наука, как и эволюция, не стоят на месте.

Аппарат Гольджи

Мембранная структура клетчатой системы. Предназначена, для правильного и быстрого выведения веществ, которые проходят процесс синтезации в эндоплазматическом ретикулуме.

Свое название аппарат получил в честь итальянского учёного Камилло Гольджи.  Первое его упоминание датируется 1898 годом, именно тогда ученый обнаружил данное строение в клеточной системе.

Определение

Аппарат Гольджи — это мембраносвязанная органелла, обнаруженная в большинстве клеток. Он отвечает за упаковку белков в пузырьки до секреции и, следовательно, играет ключевую роль в секреторном пути.

В этой статье мы рассмотрим структуру и функцию аппарата Гольджи и его роль в болезни Вильсона.

Определение

Тело Гольджи — это клеточная часть, состоящая из нескольких мембран. Она состоит из канальцев и пузырьков все зависит от назначения.

Когда белки выходят из эндоплазматического ретикулума, они попадают в систему для дальнейшей обработки. Например, углеводы добавляются к некоторым белкам, а затем к этим гликопротеинам — это означает, что в них есть как углеводы, так и белок, эти гликопротеины перемещаются из Гольджи в остальную часть клетки. И они делают это внутри других пузырьков. Эти пузырьки на самом деле сделаны из сети Гольджи. Фактически, одна из функций состоит в том, чтобы создавать новые пузырьки из существующей мембраны Гольджи и помещать в эти пузырьки гликопротеины и другие вещества, которые образуются в сети Гольджи. Затем эти пузырьки, заполненные продуктами Гольджи, перемещаются к остальной части клетки, обычно через клетку к плазматической мембране, которая является их конечным местом назначения.

Процесс образования комплекса Гольджи:

Мембранная система проходит процесс синтезации, при помощи эндоплазматической сети, которая прилегает к комплексу. Расположенные рядом участки, теряют значительное количество рибосом. От них отделяются мелкие везикулы. Далее они начинают свое движение и формирование поверхности столбика комплекса.

Затем происходит так называемое слияние с мешочком аппарата.  Мешочек неправильной формы, располагается на противоположной поверхности.

Существует две поверхности:

• формированная: незрелая.
• функциональная: зрелая.