Химичен състав на комплекса Голджи. Структура, функции и характеристики на комплекса Голджи

Структурата на комплекса Голджи

Комплекс Голджи (KG), или вътрешен мрежест апарат , е специална част от метаболитната система на цитоплазмата, която участва в процеса на изолиране и образуване на клетъчни мембранни структури.

CG се вижда в оптичен микроскоп като решетка или извити пръчковидни тела, разположени около ядрото.

Под електронен микроскоп беше разкрито, че тази органела е представена от три вида образувания:

Всички компоненти на апарата на Голджи са изградени от гладки мембрани.

Забележка 1

Понякога AG има грануларно-мрежеста структура и се намира близо до ядрото под формата на шапка.

AG се намира във всички растителни и животински клетки.

Забележка 2

Апаратът на Голджи е значително развит в секреторните клетки. Особено добре се вижда в нервните клетки.

Вътрешното междумембранно пространство е изпълнено с матрица, която съдържа специфични ензими.

Апаратът на Голджи има две зони:

• зона на образуванекъдето с помощта на везикули влиза материал, който се синтезира в ендоплазмения ретикулум;
• зона на зреенекъдето се образува секрет и секреторни торбички. Този секрет се натрупва в крайните области на AG, откъдето се пъпчат секреторните везикули. По правило такива везикули носят тайната извън клетката.

• Локализация на CG

В аполярните клетки (например в нервните клетки) CG е разположен около ядрото, в секреторните клетки заема място между ядрото и апикалния полюс.

Комплексът Голджи сак има две повърхности:

формиращ(незряла или регенеративна) цис-повърхност (от лат. Sis - от тази страна); функционален(зрял) - транс-повърхност (от лат. Trans - през, зад).

Колоната на Голджи със своята изпъкнала формираща повърхност е обърната към ядрото, в съседство с гранулирания ендоплазмен ретикулум и съдържа малки кръгли везикули, т.нар. междинен. Зрялата вдлъбната повърхност на колоната от торбички е обърната към върха (апикалния полюс) на клетката и завършва с големи везикули.

Образуване на комплекс Голджи

CG мембраните се синтезират от гранулирания ендоплазмен ретикулум, който е в съседство с комплекса. ER участъците, съседни на него, губят рибозоми, малки, така наречените, изпъпват от тях. транспортни или междинни везикули. Те се придвижват към образуващата се повърхност на колоната на Голджи и се сливат с нейния първи сак. На противоположната (зряла) повърхност на комплекса на Голджи има торбичка с неправилна форма. Неговото разширение - просекреторни гранули (кондензиращи вакуоли) - непрекъснато пъпкуват и се превръщат в секреторни везикули - секреторни гранули. По този начин, до степента, в която мембраните на зрялата повърхност на комплекса се използват за секреторни везикули, торбичките на повърхността на образуването се попълват поради ендоплазмения ретикулум.

Функции на комплекса Голджи

Основната функция на апарата на Голджи е екскрецията на веществата, синтезирани от клетката. Тези вещества се транспортират през клетките на ендоплазмения ретикулум и се натрупват във везикулите на ретиналния апарат. Тогава те или се освобождават във външната среда, или клетката ги използва в процеса на живот.

Комплексът също така концентрира някои вещества (например багрила), които влизат в клетката отвън и трябва да бъдат отстранени от нея.

В растителните клетки комплексът съдържа ензими за синтеза на полизахариди и самия полизахаридния материал, който се използва за изграждане на целулозната мембрана на клетката.

В допълнение, CG синтезира онези химикали, които образуват клетъчната мембрана.

Като цяло апаратът на Голджи изпълнява следните функции:

1. натрупване и модификация на макромолекули, които са синтезирани в ендоплазмения ретикулум;
2. образуването на сложни секрети и секреторни везикули чрез кондензация на секреторния продукт;
3. синтез и модификация на въглехидрати и гликопротеини (образуване на гликокаликс, слуз);
4. модификация на протеини - добавяне на различни химични образувания към полипептида (фосфат - фосфорилиране, карбоксил - карбоксилиране), образуване на сложни протеини (липопротеини, гликопротеини, мукопротеини) и разцепване на полипептиди;
5. е важен за образуването, обновяването на цитоплазмената мембрана и други мембранни образувания поради образуването на мембранни везикули, които по-късно се сливат с клетъчната мембрана;
6. образуването на лизозоми и специфична грануларност в левкоцитите;
7. образуване на пероксизоми.

Съдържанието на протеини и отчасти въглехидрати в CG идва от гранулирания ендоплазмен ретикулум, където се синтезира. Основната част от въглехидратния компонент се образува в торбичките на комплекса с участието на ензими гликозилтрансфераза, които се намират в мембраните на торбичките.

В комплекса на Голджи най-накрая се образуват клетъчни секрети, съдържащи гликопротеини и гликозаминогликани. В CG узряват секреторни гранули, които преминават във везикули и движението на тези везикули по посока на плазмалемата.Крайният етап на секрецията е изхвърлянето на образуваните (зрели) везикули извън клетката. Отстраняването на секреторни включвания от клетката се осъществява чрез монтиране на мембраните на везикула в плазмалемата и освобождаване на секреторни продукти извън клетката. В процеса на придвижване на секреторните везикули към апикалния полюс на клетката, техните мембрани се удебеляват от първоначалните 5-7 nm, достигайки дебелина на плазмалемата от 7-10 nm.

Забележка 4

Съществува взаимозависимост между клетъчната активност и размера на комплекса на Голджи - секреторните клетки имат големи колони от CG, докато несекреторните клетки съдържат малък брой торбички от комплекса.

Комплексът Голджи е открит през 1898 г. Тази мембранна структура е предназначена да отстранява съединения, които се синтезират в ендоплазмения ретикулум. Нека разгледаме по-подробно тази система по-долу.

Комплекс Голджи: структура

Устройството представлява купчина мембранни резервоари с формата на диск. Тези торбички са леко разширени към краищата. Системата от везикули на Голджи е свързана с цистерните. В животинските клетки има един голям или няколко стека, които са свързани с тръби; в растителните клетки се откриват диктиозоми (няколко отделни купчини). Комплексът Голджи включва три части. Те са заобиколени от мембранни везикули:

• цис-сечението, което е най-близо до ядрото;
• медиален;
• транс деление (най-отдалечено от ядрото).

Тези системи се различават по ензимния набор. В цис отдела първата торбичка се нарича "цистерната на спасението". С негова помощ рецепторите, които идват от ендоплазмената междинна мрежа, се движат обратно. Цис ензимът се нарича фосфогликозидаза. Той свързва фосфата с манозата (въглехидрат). Медиалното отделение съдържа два ензима. Това са по-специално меннадиазата и N-ацетилглюкозамин трансферазата. Последният свързва глюкозамини. Транссекционни ензими: пептидаза (извършва протеолиза) и трансфераза (с нейна помощ се прехвърлят химични групи).

Комплекс Голджи: функции

Тази структура осигурява разделянето на протеините в следните три потока:

1. Лизозомни. През него гликираните протеини проникват в цис-секция на апарата на Голджи. Някои от тях са фосфолити. В резултат на това се образува маноза-6-фосфат - маркетлизозомни ензими. В бъдеще тези фосфорилирани протеини ще навлязат в лизозомите и няма да бъдат модифицирани.
2. Конститутивна екзоцитоза (секреция). Този поток включва протеини и липиди, които са станали компоненти на повърхностния клетъчен апарат, включително гликокаликса. Също така може да има съединения, които са част от извънклетъчния матрикс.
3. индуцирана секреция. В този поток проникват протеини, които функционират извън клетката, повърхностния апарат, във вътрешната среда в тялото. Индуцираната секреция е характерна за секреторните клетки.

Комплексът на Голджи участва в образуването на лигавичния секрет - мукополизахариди (гликозаминогликани). Апаратът също така образува въглехидратните компоненти на гликокаликса. Те са представени главно от гликолипиди. Системата също така осигурява сулфатиране на протеинови и въглехидратни елементи. Комплексът на Голджи участва в частичната протеолиза на протеините. В някои случаи поради това съединението се превръща от неактивна в активна форма (например проинсулинът се трансформира в инсулин).

Движение на съединения от ендоплазмения ретикулум (ER)

Комплексът е асиметричен. Клетките по-близо до ядрото съдържат най-незрелите протеини. Тези торбички са непрекъснато съединени от везикули - мембранни везикули. Те се отделят от ендоплазмения гранулиран ретикулум. На неговите мембрани протича процесът на протеинов синтез от рибозоми. Транспортът на съединения от ендоплазмения ретикулум до комплекса на Голджи се извършва безразборно. В същото време неправилно или непълно сгънати протеини продължават да остават в ER. Обратното движение на съединенията в ендоплазмения ретикулум изисква специална сигнална последователност и става възможно благодарение на свързването на тези вещества към мембранните рецептори в цис секцията.

Модифициране на протеини

В резервоарите на комплекса се случва узряването на съединения, които са предназначени за секреция, трансмембранни, лизозомни и други вещества. Тези протеини последователно се движат по резервоарите в органели. В тях започват техните модификации – фосфорилиране и гликозилиране. По време на първия процес към протеините се добавя остатък от фосфорна киселина. По време на О-гликозацията сложните захари се свързват чрез кислороден атом. Различните резервоари съдържат различни каталитични ензими. Следователно, когато протеините узряват в тях, последователно протичат различни процеси. Несъмнено такова стъпаловидно явление трябва да се контролира. Полизахаридните остатъци (главно маноза) действат като вид "знак за качество". Те маркират зреещи протеини. По-нататъшното движение през резервоарите на съединенията не е напълно разбрано от науката, въпреки факта, че устойчивите вещества остават повече или по-малко свързани с една торбичка.

Транспорт на протеини от апарата

Везикулите пъпчат от напречното сечение на комплекса. Те съдържат напълно зрели протеинови съединения. Основната функция на комплекса е сортирането на протеините, преминаващи през него. В апарата се осъществява образуването на "трипосочен поток от протеини" - узряване и транспорт:

1. Връзки с плазмената мембрана.
2. Тайни.
3. лизозомни ензими.

Чрез везикуларен транспорт протеините, преминали през комплекса на Голджи, се доставят до определени зони в съответствие с "маркировките". Този процес също не е напълно разбран от науката. Установено е, че транспортът на протеини от комплекса изисква участието на специфични мембранни рецептори. Те разпознават връзката и осигуряват селективно свързване на мехурчето и определена органела.

Образуване на лизозоми

През апарата преминават множество хидролитични ензими. Добавянето на споменатия по-горе етикет се извършва с участието на два ензима. Специфичното разпознаване на лизозомните хидролази от елементите на тяхната третична структура и прикрепването на N-ацетилглюкозамин фосфат се извършва от N-ацетилглюкозамин фосфотрансфераза. Фосфогликозидът - вторият ензим - разцепва N-ацетилглюкозамин, което води до образуването на етикета M6P. Той от своя страна се разпознава от рецепторния протеин. С негова помощ хидролазите навлизат във везикулите и ги изпращат до лизозомите. В тях при киселинни условия фосфатът се отцепва от зряла хидролаза. При наличие на нарушения в активността на N-ацетилглюкозамин фосфотрансферазата поради мутации или поради генетични дефекти в M6P рецептора, всички лизозомни ензими се доставят по подразбиране към външната мембрана. След това те се секретират в извънклетъчни условия. Установено е също, че някои от M6P рецепторите се транспортират и до външната мембрана. Те извършват връщането на случайно уловени лизозомни ензими от външната среда в клетката по време на ендоцитоза.

Транспортиране на вещества към външната мембрана

Обикновено, дори на етапа на синтез, протеиновите съединения на външната мембрана с техните хидрофобни области са вградени в стената на ендоплазмения ретикулум. След това се доставят в комплекс Голджи. Оттам те се транспортират до клетъчната повърхност. По време на сливането на плазмалемата и везикулите такива съединения не се отделят във външната среда.

секреция

Почти всички съединения, произведени в клетката (както протеинови, така и непротеинови), преминават през комплекса на Голджи. Там те се сгъват в секреторни везикули. В растенията с участието на диктиозоми, по този начин, производството на материал

Комплексът или апаратът на Голджи е кръстен на учения, който го е открил. Тази клетъчна органела изглежда като комплекс от кухини, ограничени от единични мембрани. В растителните клетки и в протозоите той е представен от няколко отделни по-малки купчини (диктиозоми).

Структурата на апарата на Голджи

Комплексът на Голджи на външен вид, видим в електронен микроскоп, прилича на купчина дисковидни торбички, насложени една върху друга, близо до които има много мехурчета. Във всяка „чанта“ има тесен канал, разширяващ се в краищата си в така наречените резервоари (понякога цялата торба се нарича резервоар). От тях излизат мехурчета. Около централния стек е оформена система от свързани помежду си тръби.

С външната, донякъде изпъкнала страна на купчината, се образуват нови цистерни от сливането на мехурчета, излизащи от гладката. От вътрешната страна на резервоара те завършват узряването си и отново се разпадат на мехурчета. По този начин цистерните (купчините) на Голджи се движат отвън навътре.

Частта от комплекса, разположена по-близо до ядрото, се нарича "цис". По-близо до мембраната е "транс".

Функции на комплекса Голджи

Функциите на апарата на Голджи са разнообразни, общо те се свеждат до модификация, преразпределение на веществата, синтезирани в клетката, както и отстраняването им извън клетката, образуването на лизозоми и изграждането на цитоплазмената мембрана.

Активността на комплекса на Голджи е висока в секреторните клетки. Протеините, идващи от ER, се концентрират в апарата на Голджи, след което се прехвърлят към мембраната във везикулите на Голджи. Ензимите се секретират от клетката чрез обратна пиноцитоза.

Олигозахаридните вериги са прикрепени към протеините, влизащи в Golgi. В апарата те се модифицират и служат като маркери, с помощта на които протеините се сортират и насочват по пътя си.

В растенията по време на образуването на клетъчната стена Голджи отделя въглехидрати, които служат като матрица за нея (целулозата не се синтезира тук). Напъпилите везикули на Голджи се транспортират от микротубули. Техните мембрани се сливат с цитоплазмената мембрана и съдържанието се включва в клетъчната стена.

Комплексът на Голджи от гоблетни клетки (разположен в дебелината на епитела на чревната лигавица и дихателните пътища) секретира гликопротеина муцин, който образува слуз в разтвори. Подобни вещества се синтезират от клетките на върха на корена, листата и др.

В клетките на тънките черва апаратът на Голджи изпълнява функцията на липиден транспорт. В клетките навлизат мастни киселини и глицерол. При гладкия ER се осъществява синтезът на неговите липиди. Повечето от тях са покрити с протеини и се транспортират през Голджи до клетъчната мембрана. След преминаване през него липидите са в лимфата.

Важна функция е образуването.

апарат на Голджи

Ендоплазменият ретикулум, плазмената мембрана и апаратът на Голджи представляват единна клетъчна мембранна система, в която протичат процесите на обмен на протеини и липиди с помощта на насочен и регулиран вътреклетъчен мембранен транспорт.
Всеки от мембранните органели се характеризира с уникален състав на протеини и липиди.

AG структура

AG се състои от група плоски мембранни торбички - цистерни, събрани на купчини - диктиозоми(~5-10 цистерни, при нисши еукариоти >30). Броят на диктиозомите в различните клетки варира от 1 до ~500.
Отделни цистерни на диктиозомата с променлива дебелина - в центъра на нейните мембрани са събрани - луменът е 25 nm, разширенията се образуват по периферията - ампуличиято ширина не е постоянна. ~50 nm-1 μm мехурчета се отделят от ампулите, свързани с цистерните чрез мрежа от тубули.

В многоклетъчните организми AG се състои от купчини цистерни, свързани помежду си в една мембранна система. AG е полукълбо, чиято основа е обърната към ядрото. Дрождите AG са представени от изолирани единични цистерни, заобиколени от малки везикули, тубулна мрежа, секреторни везикули и гранули. Дрождените мутанти Sec7 и Sec14 имат структура, наподобяваща купчина цистерни от клетки на бозайник.
AG се характеризира с полярността на своите структури. Всеки стек има два полюса: проксимален полюс(формираща, цис-повърхност) и дистален(зрял,
транс повърхност). цис-полюсстраната на мембраната, с която се сливат мехурчетата. транс-полюсстраната на мембраната, от която се отделят везикулите.

Пет функционални отделения на AG:
1. Междинни везикулно-тръбести структури (VTC или ERGIC - ER-Golgi intermediate compartment)
2. Цис-цистерна (цис) - резервоари, разположени по-близо до ER:
3. Средни (средни) резервоари - централни резервоари
4. Трансцистерна (транс) - най-отдалечената от ER резервоарите.
5. Тръбна мрежа в съседство с трансцистерната - трансмрежа на Голджи (TGN)
Купчините цистерни са извити, така че вдлъбнатата трансповърхност да е обърната към ядрото.
Средно в АГ има 3-8 цистерни, в активно секретиращите клетки може да има повече (до 13 в екзокринните клетки на панкреаса).
Всеки резервоар има цис и транс повърхности. Синтезирани протеини, мембранни липиди, гликозилирани в ER, навлизат в AG през цис-полюса. Веществата чрез купчини се пренасят с транспорт
везикули, отделени от ампулите. Докато протеините или липидите преминават през купчините на Голджи, те претърпяват серия от пост-транслационни модификации, включително промени в N-свързаните олигозахариди:
цис: Манозидаза I подрязва дългите манозни вериги до M-5
междинен: N-ацетилглюкозамин трансфераза I пренася N-ацетилглюкозамин
транс: добавят се крайни захари - остатъци от галактоза и сиалова киселина.

Структурата на апарата на Голджи и транспортната схема.

Пет AG компонента и транспортна схема:междинна (ERGIC), цис, междинна, транс и транс-Голджи мрежа (TGN). 1. Навлизане на синтезирани протеини, мембранни гликопротеини и лизозомни ензими в преходната ER цистерна, съседна на AG, и 2 - излизането им от ER в COPI-покрити везикули (антерограден транспорт). 3 - възможен транспорт на товари от тубуло-везикул
клъстери към цис-цистерната на AG в COPI везикули; 3* - превоз на товари от по-ранни към по-късни цистерни; 4 - възможен ретрограден везикуларен транспорт на товари между АГ резервоари; 5 - връщане на резидентни протеини от AG към tER, използвайки везикули, граничещи с COPI (ретрограден транспорт); 6 и 6* - пренасяне на лизозомни ензими чрез покрити с клатрин везикули, съответно, в ранни EE и късни LE ендозоми; 7 - регулирана секреция на секреторни гранули; 8 - конститутивно включване на мембранни протеини в апикалната плазмена мембрана на ПМ; 9, рецептор-медиирана ендоцитоза с покрити с клатрин везикули; 10 връщане на редица рецептори от ранните ендозоми към плазмената мембрана; 11 - транспорт на лиганди от EE към LE и Ly лизозоми; 12 - транспорт на лиганди в неклатринови везикули.

АГ функции

1. транспорт- през АГ преминават три групи протеини: протеини на периплазмената мембрана, протеини, предназначени за
за износ от клетката и лизозомни ензими.
2. Сортиранеза транспорт: сортирането за най-дълъг транспорт до органели, PM, ендозоми, секреторни везикули се случва в транс комплекса на Голджи.
3. секреция- секреция на синтезирани в клетката продукти.
3. Гликозилиранепротеини и липиди: гликозидазипремахване на остатъците от захар - дегликозилиране, гликозилтрансферазиприкрепете захарите обратно към основната въглехидратна верига - гликозилиране , В него се случва гликозилиране на олигозахаридни вериги от протеини и липиди, сулфатиране на редица захари и тирозинови остатъци от протеини, както и активиране на прекурсори на полипептидни хормони и невропептиди.
4. Синтез на полизахариди- много полизахариди се образуват в AG, включително пектин и хемицелулоза, които образуват клетъчните стени на растенията и повечето гликозаминогликани, които образуват извънклетъчния матрикс при животните

5. Сулфатизация- повечето от захарите, добавени към протеиновото ядро ​​на протеогликана, са сулфатирани
6. Добавяне на маноза-6-фосфат: M-6-P се добавя за насочване на сигнала към ензими, предназначени за лизозоми.

ГЛИКОЗИЛИРАНЕ
Повечето протеини започват да се гликозилират в грубия ER чрез добавяне на N-свързани олигозахариди към нарастващата полипептидна верига. Ако гликопротеинът е сгънат в желаната конформация, той излиза от ER и пътува до AG, където претърпява пост-транслационна модификация.
Гликозилтрансферазните ензими участват в гликозилирането на секретираните продукти. Те участват в ремоделирането на Т-свързани олигозахаридни странични вериги и добавянето на О-свързани гликани и олигозахаридни части на гликолипидни протеогликани.α-Манозидаза I и II, които също са резидентни протеини на AG, участват в модификацията на олигозахаридите .

В допълнение, гликозилиране на липидно-протеинови мембранни домени, наречени салове, се случва в AG.
Долихолфосфатдобавя въглехидратен комплекс - 2GlcNAc-9-маноза-3-глюкоза към аспарагина на растящия полипептид. Крайната глюкоза се отцепва на два етапа: глюкозидаза Iотцепва крайния глюкозен остатък, глюкозидаза IIпремахва още два глюкозни остатъка. След това манозата се отцепва. В този момент началният етап на обработка на въглехидратите в ER е завършен и протеините, носещи олигозахаридния комплекс, влизат в AG.
Още три остатъка от маноза се отстраняват в първите AG резервоари. На този етап основният комплекс има още 5 манозни остатъка. N-ацетилглюкозамин трансфераза Iдобавя един N-ацетилглюкозамин GlcNAc остатък. Още три манозни остатъка се отцепват от получения комплекс. Сега се състои от две молекули GlcNAc-3-маноза-1-GlcNAc е основна структура, към която гликозилтрансферезите добавят други
въглехидрати. Всяка гликозилтрансфераза разпознава развиващата се въглехидратна структура и добавя свой собствен захарид към веригата.

СЕКРЕЦИЯ
Схема на секреция:
Протеините, синтезирани в ER, се концентрират в изходните места на преходния ER поради активността на COPII coatomer комплекса и свързаните с него компоненти и се транспортират до ERGIC компартмента, междинен между ER и AG, от който преминават в AG в зародиш везикули или по протежение на тръбни структури. Протеините се модифицират ковалентно, докато преминават през AG резервоарите, сортират се върху транс повърхността на AG и се изпращат до местоназначението си. Секрецията на протеини изисква пасивно включване на нови мембранни компоненти в плазмената мембрана. Мембранният баланс се възстановява чрез непрекъсната рецепторно-медиирана ендоцитоза.
Ендо и екзоцитозните пътища на мембранния транспорт имат общи модели в посоката на движение на мембранните транспортери към съответните
цел и в спецификата на сливането и пъпкуването. Основната среща на тези пътища е АГ.

Апарат на Голджи (комплекс на Голджи) - AG

Структурата, известна днес като комплексили апарат на Голджи (AG)открит за първи път през 1898 г. от италианския учен Камило Голджи

Беше възможно да се проучи подробно структурата на комплекса Голджи много по-късно с помощта на електронен микроскоп.

АГе купчина сплескани "резервоари" с разширени ръбове. С тях е свързана система от малки едномембранни везикули (везикули на Голджи). Всеки стек обикновено се състои от 4-6 "резервоара", представлява структурна и функционална единица на апарата на Голджи и се нарича диктиозома. Броят на диктиозомите в една клетка варира от една до няколкостотин.

Апаратът на Голджи обикновено се намира близо до клетъчното ядро, близо до EPS (в животинските клетки често близо до клетъчния център).

Комплекс Голджи

Отляво - в клетката, сред другите органели.

Вдясно е комплексът на Голджи с отделящи се от него мембранни везикули.

Всички вещества, синтезирани на EPS мембранипрехвърлен към комплекс Голджи V мембранни везикули, които изпъкват от спешното отделение и след това се сливат с комплекса на Голджи. Пристигналите органични вещества от EPS претърпяват допълнителни биохимични трансформации, натрупват се, опаковат се в мембранни везикулии се доставят до онези места в клетката, където са необходими. Те участват в изграждането клетъчната мембранаили се открояват ( се секретират) от клетката.

Функции на апарата на Голджи:

1 Участие в натрупването на продуктите, синтезирани в ендоплазмения ретикулум, в тяхното химично пренареждане и узряване. В резервоарите на комплекса Голджи полизахаридите се синтезират и комплексират с протеинови молекули.

2) Секреторна - образуване на готови секреторни продукти, които се отделят извън клетката чрез екзоцитоза.

3) Обновяване на клетъчните мембрани, включително участъци от плазмолемата, както и заместване на дефекти в плазмолемата по време на секреторната активност на клетката.

4) Място на образуване на лизозоми.

5) Пренос на вещества

Лизозоми

Лизозомата е открита през 1949 г. от K. de Duve (Нобелова награда за 1974 г.).

Лизозоми- едномембранни органели. Те са малки мехурчета (диаметър от 0,2 до 0,8 микрона), съдържащи набор от хидролитични ензими - хидролази. Една лизозома може да съдържа от 20 до 60 различни вида хидролитични ензими (протеинази, нуклеази, глюкозидази, фосфатази, липази и др.), които разграждат различни биополимери. Разграждането на веществата от ензими се нарича лизис (лизис-разпад).

Лизозомните ензими се синтезират върху грубия ER, преминават към апарата на Голджи, където се модифицират и опаковат в мембранни везикули, които след отделяне от апарата на Голджи се превръщат в собствени лизозоми. (Лизозомите понякога се наричат ​​"стомаси" на клетката)

Лизозома - Мембранна везикула, съдържаща хидролитични ензими

Функции на лизозомите:

1. Разцепване на вещества, абсорбирани в резултат на фагоцитоза и пиноцитоза. Биополимерите се разграждат на мономери, които влизат в клетката и се използват за нейните нужди. Например, те могат да бъдат използвани за синтезиране на нови органични вещества или могат да бъдат допълнително разградени за енергия.

2. Унищожаване на стари, повредени, излишни органели. Разрушаването на органелите може да настъпи и при гладуване на клетката.

3. Извършете автолиза (самоунищожение) на клетката (втечняване на тъканите в областта на възпалението, разрушаване на хрущялни клетки в процеса на образуване на костна тъкан и др.).

автолиза -Това самоунищожениеклетки в резултат на освобождаването на съдържанието лизозомивътре в клетката. Поради това лизозомите се наричат ​​шеговито "инструменти за самоубийство"Автолизата е нормално явление на онтогенезата; тя може да се разпространи както в отделни клетки, така и в цялата тъкан или орган, както се случва по време на резорбцията на опашката на попова лъжица по време на метаморфоза, т.е. по време на трансформацията на попова лъжица в жаба

Ендоплазмен ретикулум, апарат на Голджи и лизозомиформа единична вакуолна система на клетката,отделни елементи от които могат да преминават един в друг по време на пренареждането и промяната във функцията на мембраните.

Митохондриите

Структурата на митохондриите:
1 - външна мембрана;
2 - вътрешна мембрана; 3 - матрица; 4 - криста; 5 - мултиензимна система; 6 - кръгова ДНК.

Формата на митохондриите може да бъде пръчковидна, кръгла, спираловидна, чашовидна, разклонена. Дължината на митохондриите варира от 1,5 до 10 микрона, диаметърът е от 0,25 до 1,00 микрона. Броят на митохондриите в една клетка може да достигне няколко хиляди и зависи от метаболитната активност на клетката.

Митохондриите са ограничени две мембрани . Външната мембрана на митохондриите е гладка, вътрешната образува множество гънки - кристи.Кристите увеличават повърхността на вътрешната мембрана. Броят на кристите в митохондриите може да варира в зависимост от енергийните нужди на клетката. Именно върху вътрешната мембрана са концентрирани множество ензимни комплекси, участващи в синтеза на аденозин трифосфат (АТФ). Тук енергията на химичните връзки се преобразува в богати на енергия (макроергични) връзки на АТФ . Освен това, в митохондриите мастните киселини и въглехидратите се разграждат с освобождаване на енергия, която се натрупва и използва за процесите на растеж и синтез.Вътрешната среда на тези органели се нарича матрица. Съдържа кръгова ДНК и РНК, малки рибозоми. Интересното е, че митохондриите са полуавтономни органели, тъй като зависят от функционирането на клетката, но в същото време могат да поддържат известна независимост. Така че те са в състояние да синтезират свои собствени протеини и ензими, както и да се възпроизвеждат сами (митохондриите съдържат собствена ДНК верига, в която е концентрирана до 2% от ДНК на самата клетка).

Митохондриални функции:

1. Преобразуване на енергията на химичните връзки в макроергични връзки на АТФ (митохондриите са "енергийните станции" на клетката).

2. Участват в процесите на клетъчното дишане - кислородно разграждане на органичните вещества.

Рибозоми

Структурата на рибозомата:
1 - голяма субединица; 2 - малка субединица.

Рибозоми -немембранни органели с диаметър около 20 nm. Рибозомите се състоят от два фрагмента - големи и малки субединици. Химичният състав на рибозомите - протеини и рРНК. Молекулите на рРНК съставляват 50–63% от масата на рибозомата и образуват нейната структурна рамка.

По време на протеиновата биосинтеза рибозомите могат да "работят" поотделно или да се комбинират в комплекси - полирибозоми (полизоми). В такива комплекси те са свързани помежду си от една молекула иРНК.

Рибозомните субединици се образуват в ядрото. След като преминат през порите в ядрената обвивка, рибозомите навлизат в мембраните на ендоплазмения ретикулум (ЕР).

Функция на рибозомата:сглобяване на полипептидна верига (синтез на протеинови молекули от аминокиселини).

цитоскелет

Образува се клетъчният цитоскелет микротубули И микрофиламенти .

микротубулиса цилиндрични образувания с диаметър 24 nm. Дължината им е 100 µm-1 mm. Основният компонент е протеин, наречен тубулин. Той не може да се съкращава и може да бъде унищожен от колхицин.

Микротубулите са разположени в хиалоплазмата и извършват следното функции:

създават еластична, но в същото време здрава рамка на клетката, която й позволява да поддържа формата си;

участват в процеса на разпределение на клетъчните хромозоми (образуват вретено на делене);

осигуряват движение на органелите;

Микрофиламенти- филаменти, които се намират под плазмената мембрана и се състоят от протеина актин или миозин. Те могат да се свиват, което води до движение на цитоплазмата или изпъкване на клетъчната мембрана. В допълнение, тези компоненти участват в образуването на стесняване по време на клетъчното делене.

Клетъчен център

Клетъчният център е органоид, състоящ се от 2 малки гранули - центриоли и лъчиста сфера около тях - центросфера. Центриолът е цилиндрично тяло с дължина 0,3-0,5 µm и диаметър около 0,15 µm. Стените на цилиндъра се състоят от 9 успоредни тръби. Центриолите са подредени по двойки под прав ъгъл един спрямо друг. Активната роля на клетъчния център се разкрива по време на клетъчното делене. Преди клетъчното делене центриолите се отклоняват към противоположните полюси и близо до всеки от тях се появява дъщерен центриол. Те образуват вретено на делене, което допринася за равномерното разпределение на генетичния материал между дъщерните клетки.

Центриолите са самовъзпроизвеждащи се органели на цитоплазмата, те възникват в резултат на дублиране на вече съществуващи центриоли.

Функции:

1. Осигуряване на равномерно разминаване на хромозомите към полюсите на клетката по време на митоза или мейоза.

2. Център за организация на цитоскелета.

Органели на движението

Не присъства във всички клетки

Органелите на движението включват реснички, както и флагели. Това са малки израстъци под формата на косми. Камшичето съдържа 20 микротубула. Основата му се намира в цитоплазмата и се нарича базално телце. Дължината на флагела е 100 µm или повече. Наричат ​​се флагели, които са само 10-20 микрона реснички . Когато микротубулите се плъзгат, ресничките и флагелите могат да осцилират, причинявайки движение на самата клетка. Цитоплазмата може да съдържа контрактилни фибрили, наречени миофибрили. Миофибрилите, като правило, се намират в миоцитите - клетките на мускулната тъкан, както и в сърдечните клетки. Те са изградени от по-малки влакна (протофибрили).

При животни и хора ресничките покриват дихателните пътища и помагат да се отървете от малки твърди частици като прах. В допълнение, има и псевдоподи, които осигуряват амебоидно движение и са елементи на много едноклетъчни и животински клетки (например левкоцити).

Функции:

Специфични

Ядро. Хромозоми