Наука и техника Наука и техника - Органоиды цитоплазмы
  15.12.2018 г.  
Главная arrow Живое arrow Белковые структуры arrow Органоиды цитоплазмы
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Контакты
Поиск
Карта сайта
Философия
Сознание
Материализм
Лингво
Эволюция
Кибернетика
Био
Эмоции
Живое
Психика
Органоиды цитоплазмы
Рейтинг: / 7
ХудшаяЛучшая 
08.08.2010 г.
Электронномикроскопические исследования показали, что для всех клеток характерно прежде всего наличие клеточной мембраны. На основании цитохимических электронномикроскопических  исследований  удалось установить, что клеточная мембрана состоит из бимолекулярного слоя липидов толщиной примерно 25 А и двух наружных монослоев белка, толщиной каждый около 20 А. Это собственно элементарная мембрана, являющаяся основной структурной единицей большинства мембранных систем клетки.
.
Эта мембрана играет существенную роль в обмене веществ клетки. Она является преградой, отделяющей внутреннее содержание клетки от окружающей среды, но проницаемой для многих веществ в обоих направлениях. Многие клетки поглощают необходимые им вещества путем своего рода заглатывания крупных или мелких частиц. Этот процесс известен под названием фагоцитоза или пиноцитоза. При таком способе поглощения клеточная мембрана образует карманы или выпячивания, которые втягивают вещества извне внутрь клетки, затем эти выпячивания отшнуровываются и окруженная мембраной капелька внешней среды в виде пузырька оказывается в цитоплазме. Таким путем многие высокомолекулярные вещества могут проникать внутрь клетки. Дальнейшее их использование самой клеткой возможно либо после растворения мембраны, окружающей вещество, втянутое в цитоплазму, или после изменения ее проницаемости.
В последние годы в цитоплазме клеток с помощью электронного микроскопа были обнаружены небольшие тельца, получившие название лизосом, которые принимают участие в процессах обмена веществ. Методом дифференциального центрифугирования клетки была получена фракция с большой активностью гидролитических ферментов, среди которых особенно выделялась кислая фосфатаза. В этой фракции содержались мелкие тельца, или лизосомы, которые являются центрами сосредоточения пищеварительных ферментов клетки. Они представляют собой крошечные мешочки или пузырьки, содержащие каплю активного сока, который способен расщеплять большинство компонентов живой материи. Ферменты лизосом способны расщеплять протеины, нуклеиновые кислоты и полисахариды. Наличие вокруг лизосом мембраны предохраняет цитоплазму клеток от самопереваривания. Не лишено вероятия, что при разрыве лизосомной оболочки возможно полное переваривание клеточного содержимого освободившимися ферментами. По выполняемой ими функции лизосомы можно назвать пищеварительной системой клетки. По-видимому, лизосолы являются постоянными компонентами клетки и представляют собой органоиды, играющие важную роль в процессе обмена веществ клетки. Высокая активность кислой фосфатазы в пиноцитозных и фагоцитозных вакуолях наводит на мысль, что эти вакуоли могут быть идентифицированы с лизосомами.
Электронный микроскоп позволил обнаружить в цитоплазме сложную систему внутренних мембран, незаметную при наблюдении в световой микроскоп. Совокупность этих мембран в клетке образует эндоплазматическую сеть. По мнению многих исследователей, эндоплазматическая сеть представляет собой разветвленную сеть канальцев, ограниченных мембранами. Эти канальцы могут быть разной длины и ширины. Нередко они образуют расширения в виде пузырьков или цистерн. В различных клетках эндоплазматическая сеть развита не одинаково, что определяется функциональными особенностями этого органоида.
Мембраны эндоплазм этической сети могут быть двух типов. Во-первых, в клетках обнаруживаются так называемые «шероховатые», или «гранулярные», мембраны, на наружной поверхности которых располагаются мелкие гранулы размером 100-200 А. Эти гранулы растворяются под влиянием рибонуклеазы, на основании чего был сделан вывод, что они содержат РНК, что и определяет базофилию богатых ими участков цитоплазмы. Такие гранулы, содержащие РНК, называются рибосомами. «Шероховатая» эндоплазматическая сеть хорошо развита в цитоплазме клеток, особенно интенсивно синтезирующих белок.
Другой тип - гладкая эндоплазматическая сеть; на ее мембранах гранулярный компонент отсутствует. Канальцы этой сети имеют диаметр 500-1000 А. Такая гладкая эндоплазматическая сеть особенно сильно развита в клетках, синтезирующих жироподобные вещества и Углеводы, а также в тех клетках, где наблюдается депонирование гликогена.
Функции эндоплазматической сети, по-видимому, разнообразны. Уже давно было замечено, что имеется определенная зависимость между количеством рибосом в клетке и интенсивностью белкового синтеза в ней: в клетках, "Метро растущих и синтезирующих белки, всегда имеются рибосомы и хорошо развита эндоплазматическая сеть. По-видимому, по каналам эндоплазматической сети осуществляется транспорт синтезированных продуктов в разные части клетки. В каналах и цистернах накапливаются продукты синтеза, которые распределяются затем по всей клетке. Можно представить целый ряд фактов, свидетельствующих о связи эндоплазматической сети с пиноцитозными вакуолями. Высказано было предположение, что содержимое пиноцитозных вакуолей попадает в каналы эндоплазматической сети и затем распределяется по всей клетке. Такая возможность распределения веществ по клетке определяется тем, что мембраны эндоплазматической сети связаны с мембранами ядерной оболочки, а также с клеточной оболочкой в одну общую циркуляционную систему. В эту же систему включаются и мембраны митохондрий, анастомизирующие с мембранами эндоплазматической сети. С этим же органоидом имеют связь и лизосомы, участие которых во внутриклеточном пищеварении в настоящее время принимается большинством исследователей.
Таким образом, эндоплазматическая сеть представляет собой органоид, обеспечивающий выполнение основных функций клетки - синтез и накопление веществ, их циркуляцию, секрецию и проницаемость.
Непосредственно с каналами зндоплазматичеокой сети связаны структуры аппарата или комплекса Гольджи. Световой микроскоп позволяет различать, что этот органоид представлен отдельными осмиофильными частицами - диктиосомами или же он имеет вид плотной сети, состоящей из анастомизирующих друг с другом трабекул.
Этот аппарат встречается во всех клетках, но его форма в разных клетках может быть различной. На импрегнированных осмием или серебром препаратах комплекс Гольджи состоит из двух частей: наружной (осмиофильной или аргентофильной) и внутренней (аргентофобной или осмиофобной).
Аппарат Гольджи имеет характерную ультраструктуру. Во-первых, он состоит из уплощенных мешочков, цистерн, которые на срезах имеют вид плотно расположенных параллельных мембран. Во-вторых, в его состав включаются скопления плотных пузырьков, которые тесно связаны с цистернами и могут служить непрерывным их продолжением. В-третьих, из крупных вакуолей, обычно (расположенных на периферии комплекса Гольджи и, вероятно, происходящих от уплощенных мешочков. В некоторых клетках эти расширенные вакуоли могут содержать плотные массы или гранулы. Описанные выше цистерны часто располагаются концентрически, окружая участки цитоплазмы, заполненные многочисленными крупными пузырьками.
Еще до (введения в практику новых методов цитологических исследований большим числом наблюдений была установлена несомненная пространственная связь обособляющихся включений различных секретов, метаболитов и целого ряда посторонних для клетки веществ, особенно гранул витальных красителей, с элементами аппарата Гольджи. Было высказано предположение, что аппарат Гольджи связан с секреторной функцией клетми.
Например, при применении витальных красителей наблюдалась его концентрация в гранулах, тесно связанных со структурами аппарата. Считалось, что в аппарат при секреции поступают готовые или почти готовые продукты. Его функция сводится, таким образом, преимущественно к сепарации и конденсации внутри цитоплазмы веществ, подлежащих обособлению и дальнейшему транспорту в клетке, в том или ином направлении (секреция или резорбция). Данные электронной микроскопии показывают, что многие секреторные продукты предварительно конденсируются в виде электронноплотных масс в расширенных концах цистерн аппарата Гольджи, от которых отпочковываются постепенно заполняющиеся секретом вакуоли - непосредственные предшественники расположенных по соседству зрелых секреторных включений.
Мембраны аппарата Гольджи, как показали цитохимические исследования, богаты нуклеозиддифосфатазами, что может быть связано с участием этих энзимов в обмене фосфолипидов, входящих в состав мембран.
Таким образом, комплекс Гольджи вместе с эндоплазматической сетью, лизосомами, пиноцитозными или фагоцитозными вакуалями и рибосомами участвует в обмене веществ клетки к. представляет собой ту структурную основу, которая обеспечивает разнообразные физиологические процессы, характерные для жизнедеятельности клетки.
Как уже отмечалось выше, синтез белка в клетке связи с  рибосомами,   в  которых  сосредоточена   РНК. Оказывается, что этот процесс сложным образом регулируется дезоксирибонуклеиновой кислотой. ДНК, находящаяся в ядре, направляет синтез РНК, которая содержится как в ядре, так и в цитоплазме. Это обеспечивается образованием на ДНК-матрице молекул информационной РНК, которая переходит на рибосомы, где и осуществляется синтез белков. В том случае, если синтезированные белки подлежат выведению из клетки, они обычно транспортируются по каналам эндоплазматической сети к аппарату Гольджи, в цистернах которого концентрируются и обособляются в виде секреторных гранул.
Синтетические процессы в клетке, а также различные формы проявления ее активности нуждаются в потреблении энергии. Поэтому пластический обмен тесно связан с энергетическим. Центрами последнего оказались прежде всего митохондрии, на богатых ферментами мембранах которых осуществляется окислительный ресинтез аденозинтрифоофорной кислоты (АТФ) - универсального поставщика энергии для самых различных биологических процессов.
Митохондрии присутствуют во всех клетках. Они имеют вид палочек, сферических, нитевидных или овальных телец длиной до 7 мк, разбросанных в цитоплазме. Количество их достигает 2000, хотя иногда их бывает не более 10. Различное количество их в клетке находится в соответствии с ее функциональными особенностями.
Электронный микроскоп позволил установить тонкую структуру митохондрий. Она оказалась удивительно стабильной на всех ступенях филогенетического развития организмов. Митохондрии самых различных клеток в общем построены сходно, хотя имеются некоторые вариации, не меняющие общего принципа строения этих органоидов.
Внешняя и внутренняя поверхности митохондрий ограничены трехслойными мембранами толщиной 140 - 220 А. Толщина одного осмиофильного слоя, входящего в состав мембраны, IB большинстве случаев равна 50-60 А-Каждая мембрана, кроме белкового компонента, содержит липид, который представлен в виде молекул фосфолипидя.
Между внешней и внутренними мембранами имеется пространство, заполненное жидкостью. От внутренней мембраны в глубь тела митохондрии отходят многочисленные выступы, называемые гребнями или «ристами. Частично и а мембранах, а частично в полости митохондрий расположены нерастворимые белки - ферменты, которым принадлежит ведущая роль в осуществлении основных функций митохондрий.
В последнее время появились данные, показывающие, что в числе связанных с митохондриальными мембранами нерастворимых белков имеются также миозиноподобные сократимые белки.
Структура митохондрий в значительной степени зависит от активности их дыхательной функции. Так, например, в мышечной ткани основная роль митохондрий заключается в выработке АТФ, необходимой для мышечного сокращения. Поэтому митохондрии здесь содержат большое количество плотно упакованных гребней, значительно большее, чем в митохондриях клеток печени, имеющих наряду с ферментами, обеспечивающими окисление и фосфорилирование, многочисленные побочные ферментные системы. В клетках, находящихся в анаэробных условиях, например у дрожжей, митохондрии содержат всего лишь одну-две кристы; увеличение дыхательной активности таких клеток при помещении их в аэробные условия, приводит к увеличению количества крист на внутренних мембранах.
Многочисленные исследования дают основание говорить о значительной лабильности митохондрий. При воздействии на клетку различными внешними факторами первые изменения наблюдаются в митохондриях. Они могут набухать, у них могут изменяться кристы и наружная мембрана. Многие изменения носят обратимый характер и являются до некоторой степени адаптивными.
Таким образом, в клетках митохондрии представляют собой своего рода «силовые станции», превращающие энергию, заключенную в питательных веществах, в энергию АТФ. В растительных клетках имеются и другие «силовые станции» - хлорофиллоносные пластиды, хлоропласты, которые запасают солнечную энергию в фосфатных связях АТФ. Это осуществляется в результате сложного процесса фотосинтеза. Ультраструктура хлоропластов, состоящая из большого количества плотно упакованных мембранных элементов, до некоторой степени напоминает ультраструктуру митохондрий, что, по-видимому, связано с участием обоих этих органоидов в энергетическом обмене. Суммируя эти данные, можно оказать, что основные структуры цитоплазмы, выявляемые как со световым микроскопом, так и с электронным, обнаруживают большое сходство на всех ступенях филогенетического развития и обеспечивают выполнение совершенно определенных функций. При этом нигде, пожалуй, так отчетливо не выражено единство формы и функции, как на клеточных уровнях биологической организации, в особенности - на субмикроскопическом
 

Добавить комментарий

« Пред.   След. »
Техника
Техтворчество
Машины
Курьезы
История техники
Непознанное
НЛО
   
designed by sportmam