Органоиды синтеза и транспорта биополимеров

К данной группе относятся ЭПС, рибосомы, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы. Они осуществляют синтез органических соединений, их транспорт в процессе химической доработки из одного участка кольцевой сети в другой, накопление, перемещение и упаковку и экзоцитоз готовых продуктов синтеза.

Гранулярная эндоплазматическая сеть (ЭПС) представляет собой совокупность плоских мешков (цистерн), вакуолей и трубочек, заполняющих значительную часть цитоплазмы.

Особенностью гранулярной

является то, что со стороны гиалоплазмы её мембраны покрыты мелкими гранулами - рибосомами. В связи с этим, иногда используют другой термин - шероховатый ретикулум.

На рибосомах гранулярной ЭПС синтезируются такие белки, которые затем либо выводятся из клетки (экспортные белки), либо входят в состав определённых мембранных структур (собственно мембран, лизосом и т.д.).

Функции гранулярной ЭПС:

– синтез экспортируемых белков,

– изоляция экспортируемых белков от гиалоплазмы,

– транспорт белков в комплекс Гольджи,

– химическая модификация этих белков,

– синтез структурных компонентов клеточных мембран.

Гладкая ЭПС отличается от гранулярной отсутствием связанных рибосом.

Обычно в её состав входят соединяющиеся друг с другом уплощенные замкнутые мешочки, небольшие вакуоли и трубочки.

В мембраны гладкой ЭПС встроены ферменты гидроксилирования - особого способа окисления, которое иногда называется микросомальным. Оно используется при синтезе многих липидов (пример: стероидных гормонов) и для обезвреживания (детоксикации) различных вредных веществ.

Функции гладкой ЭПС:

– синтез липидов,

– включения гликогена,

– депо кальция (мышечные ткани),

– дезактивация токсинов.

Комплекс Гольджи представляет собой стопку 5-10 дискообразных уплощенных мембранных мешочков (цистерн), называемых диктиосомами, несколько расширенных ближе к краям и связанную с ними систему ампул и везикул (пузырьков) Гольджи.

Аппарат Гольджи асимметричен, в нем выделяют три компонента:

1. Цис-сеть.

2. Промежуточная сеть.

3. Транс-сеть.

Функции аппарата Гольджи:

– сегрегация продуктов,

– накопление продуктов,

– химическая перестройка продуктов (полисахариды, гликопротеиды),

– выведение продуктов,

– образование лизосом.

Лизосомы — это мембранные пузырьки, представляющие собой вакуоли различного размера, содержащие ферменты гидролиза биополимеров. Образуются они, отпочковываясь от цистерн комплекса Гольджи.

Различают 3 типа лизосом:

1. Первичные лизосомы имеют гомогенное содержимое.

2. Вторичные лизосомы образуются либо путём слияния первичных лизосом с пиноцитозными или фагоцитозными вакуолями, либо путём захвата собственных макромолекул и органелл клетки.

3. Остаточные (резидуальные) тельца, или телолизосомы, появляются тогда, когда внутрилизосомальное переваривние не приводит к полному разрушению захваченных структур.

Функция лизосом - внутриклеточное переваривание макромолекул. Причём, в лизосомах разрушаются как отдельные макромолекулы (белки, полисахориды и т.д.), так и целые структуры - органеллы, микробные частицы и пр.

Пероксисомы, как и лизосомы, образуются путём отшнуровывания мембранных пузырьков от цистерн комплекса Гольджи, но содержат иной набор ферментов. В основном, это оксидазы аминокислот и каталаза.

Они имеют гранулярный матрикс, в центре которого часто обнаруживается кристаллическая структура – нуклеоид, основу которого составляет уратоксидаза.

Функции пероксисом – катализируют прямое взаимодействие субстрата с кислородом.

Митохондрии – энергетическая система клетки, органеллы синтеза АТФ. Форма митохондрий варьирует от почти сферической до очень вытянутой. В некоторых клетках митохондрии имеют ещё более сложную форму: например, образуют разветвления.

Основная структурная особенность митохондрий - наличие у них двух мембран - наружной и внутренней, - из которых вторая образует многочисленные впячивания (кристы) в матрикс митоходрии.

Между мембранами митохондрии располагается межмембранное пространство шириной 10-20 нм, представляющее собой единый замкнутый объём. На некоторых участках наружная и внутренняя мембраны митохондрии сливаются, формируя участки, через которые в матрикс митохондрии поступают белки, синтезированные в цитоплазме.

Митохондрии содержат собственную кольцевую ДНК, кроме того, митохондрии имеют собственные рибосомы, которые по размеру несколько меньше цитоплазматических рибосом (70 S)

Главная функция митохондрий - завершение окислительного распада питательных веществ и образование за счёт выделяющейся при этом энергии АТФ - временного аккумулятора энергии в клетке.

Дополнительные функции: поддержание температурного оптимума, участие в регуляции pH гиалоплазмы

Включения — непостоянные структуры цитоплазмы, могущие появляться или исчезать, в зависимости от функционального состояния клетки. Классификация включений: I. Трофические включения — отложенные в запас гранулы питательных веществ (белки, жиры, углеводы). В качестве примеров можно привести: гликоген в нейтрофильных гранулоцитах, в гепатоцитах, в мышечных волокнах; жировые капельки в гепатоцитах и липоцитах; белковые гранулы в составе желтка яйцеклеток и т. д. II. Пигментные включения — гранулы эндогенных или экзогенных пигментов. Примеры: меланин в меланоцитах кожи (для защиты от УФЛ), гемаглобин в эритроцитах (для транпортировки кислорода и углекислого газа), родопсин и йодопсин в палочках и колбочках сетчатки глаза (обеспечивают черно-белое и цветное зрение) и т.д. III. Секреторные включения — капельки (гранулы) секрета веществ, подготовленные для выделения из любых секреторных клеток (в клетках всех экзокринных и эндокринных желез). Пример: капельки молока в лактоцитах, зимогенные гранулы в панкреатоцитах и т.д. IV. Экскреторные включения — конечные (вредные) продукты обмена веществ, подлежащие удалению из организма. Пример: включения мочевины, мочевой кислоты, креатинина в эпителиоцитах почечных канальцев

Элементы цитоскелета и центриоли см. следующий вопрос!

На световом уровне рибосомы неразличимы; об их количестве можно судить по интенсивности окраски цитоплазмы общегистологическими (базофилия) или специальными реактивами, маркирующими РНК. На субмикроскопическом уровне рибосомы выглядят как осмиофильные чёрные точки, а полисомы- группы осмиофильных точек.