Мембранні органели клітини

Органели клітини

Органели (organellae) є обов'язковими мікроструктурами для всіх клітин, які виконують певні життєво важливі функції. Розрізняють мембранні і немембранні органели. До мембранним органел, відмежовані від навколишнього їх гіалоплазми мембранами, відносяться ендоплазматична мережа, внутрішній сітчастий апарат (комплекс Гольджі), лізосоми, пероксисоми, мітохондрії.

Мембранні органели клітини

Все мембранні органели побудовані з елементарних мембран, принцип організації яких аналогічний будові цитолемма. Цитофизиологические процеси пов'язані з постійним слипанием, злиттям і поділом мембран, при цьому можливі злипання і об'єднання тільки топологічно однакових моношарів мембран. Так, зовнішній, звернений до гіалоплазме шар будь-мембрани органели ідентичний внутрішнього шару цітолемми, а внутрішній, звернений в порожнину органели шар аналогічний зовнішньому шару цітолемми.

Ендоплазматична мережа (reticulum endoplasmaticum) являє собою єдину безперервну структуру, утворену системою цистерн, трубочок і сплощені мішечків. На електронних мікрофотографіях розрізняють зернисту (шорстку, гранулярную) і незерністие (гладку, гладкий) ендоплазматичну мережу. Зовнішня сторона зернистої мережі покрита рибосомами, незерністие позбавлена рибосом. Зерниста ендоплазматична сітка синтезує (на рибосомах) і транспортує білки. Незерністие мережу синтезує ліпіди і вуглеводи і бере участь в їх обміні [наприклад, стероїдні гормони в кірковій речовині наднирників і клітинах Лейдіга (сустеноцітах) яєчок; глікоген - в клітинах печінки]. Однією з найважливіших функцій ендоплазматичної мережі є синтез мембранних білків і ліпідів для всіх клітинних органел.

Внутрішній сітчастий апарат, або комплекс Гольджі (apparatus reticularis internus), являє собою сукупність мішечків, бульбашок, цистерн, трубочок, пластинок, обмежених біологічної мембраною. Елементи комплексу Гольджі з'єднані між собою вузькими каналами. У структурах комплексу Гольджі відбуваються синтез і накопичення полісахаридів, білково-вуглеводних комплексів, які виводяться з клітин. Так утворюються секреторні гранули. Комплекс Гольджі є у всіх клітинах людини, крім еритроцитів і рогових лусочок епідермісу. У більшості клітин комплекс Гольджі розташований навколо або поблизу ядра, в екзокринних клітинах - над ядром, в апікальній частині клітини. Внутрішня опукла поверхня структур комплексу Гольджі звернена в сторону ендоплазматичноїмережі, а зовнішня, увігнута, - до цитоплазми.

Мембрани комплексу Гольджі утворені зернистої ендоплазматичної мережею і переносяться транспортними бульбашками. Від зовнішнього боку комплексу Гольджі постійно відокремлюються секреторні пухирці, а мембрани його цистерн постійно оновлюються. Секреторні пухирці поставляють мембранний матеріал для клітинної мембрани і гликокаликса. Таким чином забезпечується оновлення плазматичноїмембрани.

Лізосоми (lysosomae) представляють собою бульбашки діаметром 0,2-0,5 мкм, містять близько 50 видів різних гідролітичних ферментів (протеази, ліпази, фосфоліпази, нуклеази, глікозідази, фосфатази). Лізосомальніферменти синтезуються на рибосомах зернистої ендоплазматичної мережі, звідки переносяться транспортними бульбашками в комплекс Гольджі. Від бульбашок комплексу Гольджі відокремлюються первинні лізосоми. У лізосомах підтримується кисле середовище, її рН коливається від 3,5 до 5,0. Мембрани лізосом стійкі до ув'язнених в них ферментам і оберігають цитоплазму від їх дії. Порушення проникності лізосомальної мембрани призводить до активації ферментів і важких пошкоджень клітини аж до її загибелі.

У вторинних (зрілих) лізосомах (фаголізосомах) відбувається перетравлювання біополімерів до мономерів. Останні транспортуються через лізосомальну мембрану в гіалоплазму клітини. Неперетравлені речовини залишаються в лізосомах, в результаті чого лизосома перетворюється в так зване залишкове тільце високою електронної щільності.

Пероксисоми (peroxysomae) представляють собою бульбашки діаметром від 0,3 до 1,5 мкм. Вони містять окислювальні ферменти, що руйнують перекис водню. Пероксисоми беруть участь в розщепленні амінокислот, обміні ліпідів, включаючи холестерин, пурини, в знешкодженні багатьох токсичних речовин. Вважається, що мембрани пероксисом утворюються шляхом отпочковиванія від незерністие ендоплазматичноїмережі, а ферменти синтезуються полірібосомамі.

Мітохондрії (mitochondrii), що є «енергетичними станціями клітини», беруть участь в процесах клітинного дихання і перетворення енергії в форми, доступні для використання клітиною. Їх основні функції - окислення органічних речовин і синтез аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ). Мітохондрії мають вигляд округлих, видовжених або паличковидних структур довжиною 0,5-1,0 мкм і шириною 0,2-1,0 мкм. Кількість, розміри і розташування мітохондрій залежать від функції клітини, її потреби в енергії. Багато великих мітохондрій в кардіоміоцитах, м'язових волокнах діафрагми. Вони розташовані групами між миофибриллами, оточені гранулами глікогену і елементами незерністие ендоплазматичноїмережі. Мітохондрії є органелами з подвійними мембранами (товщина кожної близько 7 нм). Між зовнішньою і внутрішньою мітохондріальними мембранами розташоване межмембранное простір шириною 10-20 нм. Внутрішня мембрана утворює численні складки, або Крісті. Зазвичай Крісті орієнтовані поперек довгої осі мітохондрії і не досягають протилежного боку мітохондріальної мембрани. Завдяки Крістен площа внутрішньої мембрани різко зростає. Так, поверхня крист однієї мітохондрії гепатоцита становить близько 16 мкм. Усередині мітохондрії, між кристами, знаходиться дрібнозернистий матрикс, в якому видно гранули діаметром близько 15 нм (мітохондріальні рибосоми) і тонкі нитки, що представляють собою молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК).

Синтезу АТФ в мітохондріях передують початкові етапи, що відбуваються в гіалоплазме. У ній (за відсутності кисню) цукру окислюються до пірувату (піровиноградної кислоти). Одночасно синтезується невелика кількість АТФ. Основний синтез АТФ відбувається на мембранах крист в мітохондріях за участю кисню (аеробне окислення) і ферментів, наявних в матриксі. При такому окисленні утворюється енергія для функцій клітини, а також виділяються вуглекислота (СО ₂ ) і вода (Н ₂ О). В мітохондріях на власних молекулах ДНК синтезуються молекули інформаційних, транспортних та рибосомальних нуклеїнових кислот (РНК).

У матриксі мітохондрій є також рибосоми розміром до 15 нм. Однак мітохондріальні нуклеїнові кислоти і рибосоми відрізняються від подібних структур даної клітини. Таким чином, мітохондрії мають власну систему, необхідну для синтезу білків і для самовідтворення. Збільшення числа мітохондрій в клітині відбувається шляхом її поділу на більш дрібні частини, які ростуть, збільшуються в розмірах і здатні знову ділитися.

[1], [2], [3],