Аппарат Гольджи (комплекс Гольджи(по имени итал. уч. К. Гольджи)).

Строение: Состоит из отдельных диктиосом и пузырьков Гольджи. Диктиосомы — органеллы, представляющие собой пачки (2...7 и более) плоских округлых цистерн, ограниченных мембраной и заполненных матриксом. По краям цистерны переходят в состоящую из трубочек сеть. От этой сети или от края цистерн отчленяются пузырьки Гольджи.

Диктиосомы полярны:

— на одной стороне стопки (образующей) происходит добавление новых цистерн, возникающих, по-видимому, из ЭР,

— на другой (секретирующей, т.е. отделяющей) — образование пузырьков, приводящее к разрушению цистерн.

Формирование: из Эр.

Функции:

1. Накопление, конденсация и упаковка веществ, подлежащие изоляции или удалению из цитоплазмы, — чужеродные, ядовитые и т. д. Упакованные в пузырьки, они поступают в вакуоли.

2. Аппарат Гольджи — место синтеза полисахаридов (пектинов, гемицеллюлоз, слизей), идущих на построение клеточной стенки. Они также упаковываются в пузырьки, которые направляются к плазмалемме, прорывают ее и освобождают свое содержимое в просвет между плазмалеммой и клеточной стенкой, для построения которой эти вещества используются. Мембрана пузырька идет на пополнение плазмалеммы. (Пузырьки Гольджи участвуют также в формировании новых клеточных стенок и плазмалеммы, происходящем после митоза.)

4. Лизосомы.

Лизосомы - (от греч. слов «лизео» – растворяю, «сома» – тело).

Строение: округлые одномембранные органеллы, в матриксе которых содержится большое число гидролитических ферментов. Обнаружены у большинства эукариотических клеток, но особенно часто в клетках животных и грибов.

Формирование: в аппарате Гольджи.

Функции: Лизосомы осуществляют внутриклеточное переваривание, автолиз. Локальный автолиз обеспечивает использование части цитоплазмы для поддержания жизнеспособности всей клетки. Например, при разрушении нефункционирующих пластид и митохондрий, период существования которых может быть меньше периода жизни клетки. Гидролитические ферменты лизосом очищают всю полость клетки после отмирания ее протопласта (например, при образовании сосудов).

5. Пероксисомы (микротельца).

Строение: Микротельца – это сферические или палочковидные мелкие (0,2...1,5 мкм)одномембранные органеллы с плотным матриксом, состоящим в основном из окислительно-восстановительных ферментов, встречаются во многих тканях у большого числа видов растений. Они обычны для хлоренхимы (ткани содержащей хлоропласты) двудольных и однодольных, где они часто связаны с хлоропластами. Микротельца имеют одну ограничивающую мембрану и гранулярный или фибриллярный матрикс, в котором могут находиться кристаллические белковые включения.

Формирование: в Эр.

Функции: Микротельца содержат ферменты, набор которых меняется в зависимости от типа клетки и степени ее дифференциации:

- микротельца называют пероксисомами, если они участвуют в метаболизме гликолевой кислоты, имеющем непосредственное отношение к фотодыханию,

- глиоксисомами, если они содержат ферменты глиоксилатного цикла, необходимые для превращения жиров в углеводы, что происходит во многих семенах во время прорастания.

6. Митохондрии.

Строение: Округлые или цилиндрические, реже нитевидные органеллы, видимые в световой микроскоп. Длина их достигает 10 мкм, диаметр 0,2...1 мкм. Митохондрии имеют двумембранное строение, внутри — бесструктурный матрикс. Внутренняя мембрана образует выросты — кристы, которые в растительных клетках обычно имеют вид трубочек. Образование крист увеличивает внутреннюю активную поверхность. В матриксе содержатся кольцевые молекулы митохондриальной ДНК, специфические иРНК, тРНК и рибосомы (прокариотического типа), отличные от цитоплазматических. Здесь происходит автономный синтез белков внутренних мембран митохондрий.

Функции: Основная функция митохондрий — образование энергии. На внутренних мембранах митохондрий в процессе внутриклеточного дыхания происходит аэробное окисление метаболитов (продуктов обмена веществ) с выделением энергии. Митохондрии — основной аппарат клетки, в котором химическая энергия метаболитов превращается в энергию макроэргических фосфатных связей АДФ и АТФ, утилизируемых клеткой в процессе жизнедеятельности. В клетках митохондрии концентрируются около ядра, хлоропластов, жгутиков там, где велик расход энергии.

Формирование: Число митохондрий увеличивается в результате их деления перешнуровкой по кристам.

5. Пластиды.

Это органеллы, характерные исключительно для растительных клеток. В них происходит первичный и вторичный синтез углеводов. Форма, размеры, строение и функции пластид различны.

По окраске (наличию или отсутствию пигментов) различают три типа пластид:

— зеленые хлоропласты,

Строение: Хлоропласты высших растений имеют примерно одинаковую форму двояковыпуклой линзы.

Размеры хлоропластов: длина 5...10 мкм, диаметр 2...4 мкм.

Число хлоропластов в клетках высших растений 15...50.

В клетках высших растений хлоропласты расположены в постенном слое цитоплазмы таким образом, что одна из плоских сторон обращена к освещенной стенке клетки. Положение хлоропластов меняется в зависимости от освещенности: при прямом солнечном свете они отходят к боковым стенкам.

В состав хлоропласта входят:

- вода

- белки,

- липиды,

- нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК),

- ферменты

- пигменты хлорофиллы и каротиноиды.

Молекула хлорофилла состоит из:

1. головки — тетрапирольного (сложного углеродно-азотного) кольца, в центре которого находится атом магния,

2. и длинного хвоста — цепи из двадцатиатомного спирта фитола.

Головки молекул хлорофилла способны связываться с белками, а их фитольные хвосты растворимы в жирах. Существует несколько видов хлорофилла.

Наиболее распространены у растений:

1. хлорофилл «а» С₅₅Н₇₂О₅N₄Mg (найден у всех зеленых растений и цианобактерий)

2. хлорофилл «б» С₅₅Н₇₀О₆N₄Mg.

В процессе фотосинтеза хлорофиллу принадлежит ведущая роль. Он может поглощать солнечную энергию, запасать ее или передавать другим молекулам.

Каротиноиды представляют собой высокомолекулярные углеводороды: оранжевый каротин С₄₀Н₅₆ и желтый ксантофилл С₄₀Н₅₆О₂.

Каротиноиды хлоропластов, а также синие, красные, бурые пигменты хроматофоров водорослей называют дополнительными, вспомогательными пигментами, поскольку энергия, поглощенная ими, может передаваться на хлорофилл.

Хлорофилл использует энергию красной части спектра (отражая зеленый), каротиноиды — синей.

Формирование: В онтогенезе хлоропласты формируются из пропластид путем образования из складок внутренней мембраны уплощенных мешков — тилакоидов. Тилакоидная система состоит из тилакоидов гран — пачек дисковидных тилакоидов (наподобие стопки монет) и тилакоидов стромы — уплощенных канальцев, которые объединяют граны между собой.

В тилакоидах гран локализованы хлорофиллы и каротиноиды. Тилакоиды гран не изолированные единицы, они связаны друг с другом таким образом, что их полости оказываются непрерывными. В строме хлоропластов содержится собственная белоксинтезирующая система: кольцевая ДНК и прокариотические рибосомы. Большинство белков мембран тилакоидов (в частности, ферменты, осуществляющие световые реакции) синтезируется на рибосомах хлоропластов, тогда как белок стромы и липиды мембран имеют внепластидное происхождение.

Функции: Фотосинтез.

Процесс фотосинтеза состоит из двух последовательных и взаимосвязанных этапов: светового (фотохимического) и темнового (метаболического).