2 курс / Гистология / Конспект цитология

Митохондрии содержат три группы ферментов: во внутреннем матриксе находятся ферменты цикла Кребса, которые катализируют окислительно-восстановительные реакции, на кристах находятся ферменты тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования (АТФ-сомы). В митохондриях происходит аэробное окисление пировиноградной и молочной кислот, в результате чего высвобождается большое количество энергии (достаточное для синтеза в результате фосфорилирования 36 молекул АТФ). Это ключевой цикл клеточного дыхания (поскольку протекает с поглощением кислорода и выделением углекислого газа), который называется циклом Кребса, или циклом трикарбоновых кислот. Благодаря этому свойству митохондрии называют «энергетическими станциями» клетки.

Энергия АТФ используется:

1)для биосинтеза веществ (50%),

2)для транспортировки (30-40%),

3)для механической работы – сокращение мышц,

4)для деления клеток,

5)рассеивается в виде тепла.

Образование митохондрий происходит путем саморепродукции, поскольку в них содержится собственная ДНК в виде 2-10 кольцевых молекул. Пластиды – это тоже двумембранные органеллы, присутствующие в

растительных клетках. Различают три вида пластид: хлоропласты (синтезируют зеленый пигмент), хромопласты (красный), лейкопласты (бесцветный) .

В матриксе пластид имеются телокоиды, расположенные стопкой – граны. Различают три вида пластид: хлоропласты (синтезируют

пигмент зеленого цвета, участвуют в фотосинтезе), хромопласты (синтезируют каротиноиды - пигменты красного и желтого цвета) и лейкопласты (бесцветный или неактивный пигмент). Иногда в растениях можно видеть преобразование пластид из зеленых в красные и желтые (изменение осенью цвета листьев на деревьях), из бесцветных в зеленые (картофель на свету) и др. Наличие в пластидах собственной ДНК, как и в митохондриях, обеспечивает возможность саморепродукции.

Немембранные органоиды цитоплазмы Рибосомы – комплекс рРНК и белка (рибонуклеопротеид). На рибо-

сомах осуществляется соединение аминокислот в полипептидные цепочки

((второй этап биосинтеза белка – трансляция). Каждая рибосома состоит из двух частей: малой и большой субъединиц. Объединение их происходит в присутствии мРНК .

Клеточный центр – это органоид характерен для животных клеток. Располагается около ядра. Состоит из парных центриолей, расположенных перпендикулярно, и центросферы и астросферы. Центриоль имеет вид полого цилиндра, стенка которого образована 27 микротрубочками (9 триплетов). В функцию центриолей входит образование нитей митотического веретена деления, которые также образованы микротрубочками. Центриоли поляризуют процесс деления клеток, обеспечивая расхождение сестринских хроматид.

Микротрубочки – тончайшие трубочки, стенки которых образованы белком тубулином. Микрофиламенты – тонкие белковые нити, состоят из белка актина. Участвуют в образовании нитей веретена деления и цитоскелета .

Промежуточные филаменты (ПФ) – нитевидные структуры из особых белков, один из трех основных компонентов цитоскелета клеток эукариот. Содержатся как в цитоплазме, так и в ядре большинства

эукариотических клеток. Средний диаметр ПФ – около 10 нм (9–11 нм), меньше, чем у микротрубочек (около 25 нм) и больше, чем у актиновых микрофиламентов (5–9 нм). В ядре известен только один тип ПФ – ламиновых, остальные типы — цитоплазматические. В большинстве животных клеток ПФ образуют «корзинку» вокруг ядра, откуда направлены к периферии клеток. ПФ особенно много в клетках, подверженных механическим нагрузкам: в эпителиях, где ПФ участвуют в соединении клеток друг с другом через десмосомы, в нервных волокнах, в клетках гладкой и поперечно-полосатой мышечной ткани.

Органоиды специального назначения

Реснички, жгутики и микроворсинки – органеллы передвижения. Представляют собой тонкие цилиндрические выросты цитоплазмы, покрытые плазматической мембраной (рис. 2.16). Жгутики отличаются от ресничек длиной. Микроворсинки формируются только на одной поверхности клетки.

Включения - это относительно непостоянные (временные) компоненты цитоплазмы, которые не имеют мембраны и представляют собой продукты, подлежащие выведению из организма (секреторные (например, инсулин в клетках поджелудочной железы), экскреторные (например, мочевая и щавелевая кислоты)); запасные питательные вещества (гликоген, крахмал, белки, жиры, углеводы); пигменты (меланин, гемоглобин).

СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ КЛЕТОЧНОГО ЯДРА.

Ядро является постоянным структурным компонентом всех клеток высших растений и животных. Оно присутствует во всех эукариотических клетках за исключением зрелых эритроцитов крови человека и некоторых животных. Биологическое значение

ядра заключается в регуляции всех жизненноважных функций клетки и в передаче наследственной информации. В ядре хранится наследственная информация, заключенная в ДНК, которая при делении клетки передается дочерним клеткам. Ядро определяет специфичность белков, синтезируемых данной клеткой. В ядре синтезируется РНК.

Ядро имеет ядерную оболочку, отделяющую его от цитоплазмы, кариоплазму (ядерный сок), хроматин. Внутри ядра можно увидеть темные участки – ядрышки .

Ядерная оболочка состоит из двух липидных бислоѐв – наружной ядерной мембраны и внутренней ядерной мембраны. Пространство между мембранами называется перинуклеарным пространством; оно составляет единый компартмент с полостью эндоплазматического ретикулума. Обычно ширина перинуклеарного пространства составляет около 20–40 нм.

Наружная ядерная мембрана непосредственно переходит в мембрану эндоплазматической сети, но при этом наружная ядерная мембрана содержит различные белки в значительно более высоких концентрациях, чем они присутствуют в ЭПС.

Внутренняя мембрана ограничивает кариоплазму и изнутри покрыта ядерной ламиной, сетью промежуточных филаментов, которая поддерживает форму ядерной мембраны, обеспечивает прикрепление хроматина к оболочке ядра и участвует в регуляции экспрессии генов. Ядерная ламина состоит из белков ламинов. Хотя ЭПС и обе мембраны соединены друг с другом, многие белки, входящие в их состав, фиксированы в мембране, а не диффундируют свободно в ее пределах.

Структурным компонентом ядерной оболочки является поровый комплекс. Поры – участки соединения наружной и внутренней ядерных мембран. Они занимают до 10-15% поверхности всего

ядра и имеют сложную гетерогенную белковую структуру – белковые гранулы, образующие каналы для транспортировки веществ. Число ядерных пор и их размер может существенно варьировать в зависимости от размеров ядра и функционального состояния клетки.

Ядерный сок (кариоплазма) – внутреннее содержимое ядра, представляет собой раствор белков, нуклеотидов, ионов, более вязкий, чем гиалоплазма. В кариоплазме находятся ядрышки и хроматин. Ядерный сок обеспечивает нормальное функционирование генетического материала.

Хроматин представляет собой дезоксирибонуклеопротеин. Это комплекс молекулы ДНК с гистоновыми белками. Хроматин в электронный микроскоп выявляется в виде тонких нитей, глыбок и гранул. В процессе митоза хроматин спирализуется и образует хорошо видимые окрашенные структуры – хромосомы.

Ядрышки – непостоянные образования, они исчезают при делении клеток и восстанавливаются после окончания деления. В составе ядрышка различают фибриллярный центр (рДНК), периферический фибриллярный компонент (рРНК) и гранулярный компонент (РНП). Т.о. в ядрышках происходит формирование рибосомных субъединиц, которые затем через поры выходят из ядра в цитоплазму.

У высших эукариот (животных и растений) оболочка ядра разрушается в прометафазе митоза, позволяя сформироваться веретену деления. Механизм перестройки ядерной мембраны ещѐ не до конца понятен.