Роль органоидов цитоплазмы в жизнедеятельности клетки и передаче наследственной информации

Несмотря на огромное разнообразие клеток, все они состоят из ядра и цитоплазмы. Ни ядро без цитоплазмы, ни цитоплазма без ядра самостоятельно длительное время существовать не могут.

Ядро клетки занимает около 10-20% ее общего объема. Оно отделено от цитоплазмы ядерной оболочкой, т.е. мембраной, которая состоит из двух слоев: внутреннего сплошного и наружного пористого. Ядерная оболочка регулирует поступление веществ из ядра в цитоплазму и наоборот. Внутри ядра имеется хроматин, это не что иное, как хромосомы, которые хорошо видны во время деления клетки. В ядре находится ядерный сок, а также несколько ядрышек. Ядрышки – это тельца, которые связаны с хромосомами и содержат большое количество рибосомальной РНК (Р-РНК). В ядрышках происходит синтез Р-РНК и образование рибосом. Все клетки снаружи окружены оболочкой, мембраной, отделяющей их содержимое от внешней среды или других клеток. Цитоплазма занимает основную часть объема клетки. В ней располагается ядро и все органоиды. Она состоит из основного прозрачного вещества – гиалоплазмы, где происходят различные биохимические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность клетки, как дыхание, синтез белков, жиров, углеводов, витаминов, аминокислот, минеральных веществ. В цитоплазме клетки находятся такие постоянные органоиды, как:

1.митохондрии,

2. рибосомы,

3. лизосомы,

4. комплекс Гольджи,

5.центросомы

6. эндоплазматическая сеть.

В отдельные периоды жизни клетки появляются мелкие тельца – полисомы, они представляют собой цепь нескольких рибосом. В растительных клетках нет митохондрий вместо их пластиды.

Митохондрии (хондриосомы) – это энергетическая база клетки. В них накапливается энергия, необходимая для поддержания всех процессов жизнедеятельности организма. В митохондриях происходит синтез аденозинтрифосфат (АТФ). АТФ является универсальным источником энергии. В результате гидролитической реакции от АТФ отцепляется одна молекула фосфорной кислоты, и получают АДФ. АТФ → АДФ→АМФ. При этом получают большое количество энергии, которая направляется в те части клетки, где она требуется.

Митохондрии имеют различную форму: палочковидные, зернистые, нитеобразные. Длина их 0,5 – 0,7 мкм, ширина 0,5 – 1 мкм.

В клетке содержится от нескольких до 5 тыс. митохондрий. Митохондрии снаружи покрыты мембраной. Внутренность митохондрии заполнена жидкостью - матрикс. Внутренность имеет выступы, которые образуют перегородки, называемые кристами. Митохондрии состоят, главным образом, из белка, липидов и небольшого количества ДНК и РНК. Митохондрии способны к перемещению в клетке. Они также способны к самоудвоению, т.е. размножаются делением. Продолжительность их существования составляет 5 – 10 дней.

Рибосомы – это фабрика белка, где происходит его синтез из аминокислот. Синтез белка ведут не только отдельные рибосомы, но и группы 5 – 10 рибосом, связанные между собой и такой комплекс получил название полисома. В полисоме отдельные рибосомы связаны тонкими нитями и-РНК и на и-РНК происходит синтез белка. Синтезированный рибосомой белок направляется в каналы эндоплазматической сети (ЭПС), а оттуда во все органоиды клетки. Рибосомы работают очень производительно, за час они синтезируют белка больше своего веса.

Рибосомыпредставляют собой плотные округлые гранулы, размер которых колеблется от 150- 300А°, они находятся как в свободном состоянии, так и прикрепляются к канальцам эндоплазматической сети (ЭПС). Они могут встречаться и в ядре клетки. Химический состав рибосом во всех организмах одинаков. Они на половину состоят из белка и на половину из рРНК. Так, например, у бактерий РНК содержится 60 – 64%, а белка 36 – 40%, у млекопитающих РНК – 45%, белка – 55%. Таким образом, синтезируемый рибосомами белок используется в клетке как строительный материал гормонов, ферментов и органоидов в клетке.

Лизосомы – (от греческого Lisis-растворение и soma-тело) небольшие округлые тельца, которые покрыты мембраной и заполнены жидкостью, которая содержит набор гидролитических ферментов, способных расщеплять любые биополимеры, белки, нуклеиновые кислоты, липиды, полисахариды. Таким образом, лизосомы как бы выполняют функцию пищеварения. Внутри лизосом иногда можно встретить обрывки митохондрий или эндоплазматического ретикулума.

Кроме того, что лизосомы являются органеллами живой клетки, содержащими переваривающие ферменты и играющими важную роль в процессах жизнедеятельности, они связаны с различными патологическими нарушениями. В случае, когда мембрана рибосомы разрывается, ферменты переходят в цитоплазму, происходит как самопоедание клеток

Лизосомы, как известно, встречаются постоянно в лейкоцитах, как и в других клетках, кроме эритроцитов. С лизосомами связано возникновение подагры. Вследствие нарушения обмена в суставах накапливаются мелкие кристаллы урата натрия, что сопровождается болью, отеком и другими явлениями. Установлено, что эти кристаллы заглатываются фагоцитами и в результате накапливается какое-то вещество, вызывающее боль. Если болезнь наступает быстро и внезапно, то лизосомы выступают в роли «убийц» клетки. При медленном развитии патологического процесса эта функция им не свойственна. Они играют роль в защитно-приспособительных реакциях организма. При болезнях сердца в его клетках увеличивается количество лизосом. Лизосомы могут вызвать изменения в хромосомах, поэтому некоторые исследователи считают, что лизосомы в какой-то мере играют определенную роль при возникновении рака.

Аппарат Гольджи — это комплекс сложной структуры, состоящий из мембран, гранул и вакуолей. В нем происходит синтез разнообразных сложных углеводов. Считают, что он является местом временного хранения веществ, вырабатываемых эндоплазматической сетью (ЭПС), а также выполняет выделительную функцию, так как в нем накапливаются различные отбросы жизнедеятельности клетки. Этими продуктами могут быть секреты, отбросы жизнедеятельности клетки, вода, а также ядовитые вещества, попавшие в клетку извне. Иногда комплекс Гольджи называют углеводной фабрикой клетки. В тоже время необходимо отметить, что функции комплекса Гольджи еще полностью не выявлены и требуют детального изучения.

Центросома или клеточный центр. Он наблюдается в неделящейся клетки и содержит две мелкие частицы, называемые центриоли. Центросома является динамическим центром, участвует в ее делении и регулирует правильность расхождения хромосом в дочерние клетки, с помощью формирования ахромотинового веретена.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС), она представляет разветвленную систему канальцев различной формы. Канальца покрыты мембранами, на наружной стороне которых располагаются мелкие гранулы – рибосомы. Эндоплазматическая сеть (ЭПС) связана со всеми органоидами клетки и ядром. Она является проводящей системой клетки, транспортирующая продукты ее синтеза. Эндоплазматическую сеть еще называют эндоплазматическим ритикулумом, или комплексом. Она принимает участие в образовании комплекса Гольджи, лизосомной мембраны, плазматической мембраны, секреторных пузырьков и эндосом.