3. Вопросы для самоподготовки по данной теме:

1. Строение эукариотической клетки.

2. Цитоплазма и ее компоненты: гиалоплазма, органоиды, включения.

3. Классификации органоидов цитоплазмы.

4. Органоиды общего назначения.

5. Строение и функция одномембранных органоидов: ЭПС, комплекс Гольджи, лизосомы (виды), пероксисомы, вакуоли растительных клеток.

6. Строение и функция двумембранных органоидов: митохондрии, пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты).

7. Строение и функция немембранных органоидов: рибосомы, клеточный центр, микротрубочки.

8. Органоиды специального назначения: микроворсинки, реснички, жгутики, миофибриллы, нейрофибриллы.

9. Включения: трофические, секреторные, специальные.

10. Организация потоков веществ, энергии и информации в клетке.

4. Вид занятия: лабораторно – практическое.

5. Продолжительность занятия – 3 часа (135 мин.).

6. Оснащение. Микроскопы, иммерсионные объективы, постоянные микропрепараты, электроннофотограммы. слайды, таблицы - № 5 «Строение клетки», № 6 «Строение животной клетки», № 7 «Лизосомы», № 8 «Митохондрии», № 9 «Пластинчатый комплекс Гольджи», № 10 «Клеточный центр».

7. Содержание занятия:

7.1. Контроль исходного уровня знаний и умений.

7.2. Разбор с преподавателем узловых вопросов, необходимых для освоения темы занятия.

Органоиды общего назначения

Среди них можно выделить три группы:

1 - органоиды, участвующие в синтезе веществ;

2 - органоиды с защитной пищеварительной функцией;

3 - органоиды, обеспечивающие клетку энергией.

4 – органоиды, участвующие в делении и движении клеток.

1. Органоиды, участвующие в синтезе веществ

В любой клетке совершается синтез свойственных ей веществ, являющихся либо строительным материалом для новообразующихся структур взамен изношенных, либо ферментами, участвующими в биохимических реакциях, либо секретами, выделяемыми из клеток желез.

Исходными продуктами для синтеза служат вещества, образующиеся при распаде клеточных структур, но, главным образом, поглощаемые клеткой извне. При этом те из них, которые представляют собой цельные молекулы белков, жиров и углеводов, предварительно адсорбированные на поверхности клетки и поступившие в цитоплазму, расщепляются с помощью ферментов на составные части. Активная роль в синтезе клеточных веществ принадлежит эндоплазматической сети и рибосомам.

Эндоплазматическая сеть

Эндоплазматическая сеть впервые была обнаружена американским ученым Портером в 1945 г. при электронной микроскопии культур клеток соединительной ткани - фибробластов - и названа эндоплазматической сетью, или ретикулумом. Различают две разновидности эндоплазматической сети: гладкую (агранулярную) и шероховатую (гранулярную). Обе они образованы цистернами или каналами, которые ограничены мембраной, толщиной 6-7 нм. На наружной поверхности мембраны шероховатой эндоплазматической сети имеются рибонуклеопротеидные гранулы - рибосомы, отсутствующие на поверхности мембран гладкой сети. Оба типа эндоплазматической сети обычно находятся в непосредственной структурной взаимосвязи вследствие прямого перехода мембран эндоплазматической сети одного типа в мембраны эндоплазматической сети другого типа, а содержимое каналов и цистерн этих разновидностей ЭПС не разграничено специальными структурами. Тем не менее, обе разновидности ЭПС представляют собой дифференцированные специфические внутриклеточные органоиды метаболического аппарата, органоиды, специализированные на реализацию разных функций. Каждому типу клеток свойственны определенная архитектоника и разновидность эндоплазматической сети.

Строение гладкой эндоплазматической сети. Она представлена канальцами диаметром 50-100 нм, которые на ультратонких срезах выглядят в виде парных мембран (трубочек) или мешочков. Мембраны гладкой цитоплазматической сети имеют много общего с остальными клеточными мембранами. В основе их строения лежит липопротеидный комплекс со значительным содержанием липидов (до 50%), Толщина каждой мембраны около 6-7 нм. Агранулярная зндоплазматическая сеть постоянно присутствует в клетках печени, клубочковой и пучковой зонах надпочечников, а также в сердечных миоцитах и мышечных волокнах скелетной мускулатуры. Агранулярная сеть, как правило, определяется в местах скопления гликогена или липидных включений.

Функцию эндоплазматической сети гладкого типа связывают, главным образом, с углеводным и жировым обменом. Считают, что она участвует в синтезе липидов и расщеплении гликогена, предохраняя при этом образующуюся глюкозу от действия гликолитических ферментов.

Наконец, все более очевидной становится значение гладкой эндоплазматической сети, как системы внутриклеточного проведения импульсов, в частности, в мышечных волокнах, где она лежит вдоль сократимых нитей - миофибрилл. Гладкая эндоплазматическая сеть может транспортировать и накапливать ионы, осуществлять функцию детоксикации вредных продуктов обмена. В поперечно-полосатой мышечной ткани гладкая ЭПС играет роль резервуара ионов кальция, а ее мембраны содержат мощные кальциевые насосы, которые в сотые доли секунды могут выбрасывать большие количества ионов в цитоплазму или, наоборот, транспортировать их в полость этих каналов. ЭПС в клетках надпочечников специализирована на синтезе предшественников стероидных гормонов.

Строение эндоплазматической сети гранулярного типа. Состоит из разветвленной системы канальцев или плоских мешочков, ограниченных липопротеидными мембранами, на поверхности которых расположены рибосомы.

Она обнаружена почти во всех клетках, но наиболее сильно развита в клетках с высоким уровнем белкового обмена, например, в клетках эндокринной части, поджелудочной железы, печени, слюнных желез, нейронах центральной нервной системы, цитоплазматических клетках и т. д. Так, в секреторных клетках, синтезирующих белки на экспорт, гранулярная ЭПС занимает основную часть цитоплазмы.

Во всех перечисленных клетках цитоплазма интенсивно окрашивается основными красителями, т. е. является резко базофильной. Это объясняется наличием в цитоплазме большого количества рибосом.

Функцию эндоплазматической сети гранулярного типа, прежде всего, связываютют с обеспечением синтеза белка, трансмембранного транспорта и начальной пострансляционной обработкой белков, синтезируемых на прикрепленных рибосомах. Доказано, что на поверхности гранулярноой ЭПС, под влиянием входящих в нее ферментов, осуществляется синтез ряда веществ белковой природы, экспортируемых (т. е. выделяемых) клетками в виде секретов, гормонов, ферментов, иммунных тел и др.

Синтезируемые вещества способны поступать в пространство эндоплазматической сети и передвигаться внутри клетки. Установлено, что мембраны эндоплазматической сети могут переходить в наружную мембрану ядерной оболочки. Вследствие этого пространство эндоплазматической сети может сообщаться с перинуклеарным пространством, расположенным между наружной и внутренней мембранами оболочки ядра. Что касается связи эндоплазматической сети с клеточной оболочкой, то сейчас по этому вопросу нет единого мнения. Если такая связь и образуется, то, вероятно, она носит временный характер. Следовательно, эндоплазматическая сеть не только участвует в метаболизме веществ, но и выполняет роль внутриклеточной транспортной системы. Иногда гранулярная ЭПС может играть роль резервуара для хранения запасных питательных веществ.

Кроме того, мембраны, обладая избирательной проницаемостью, способны ограничивать однородные участки цитоплазмы и вещества, в них содержащиеся, например, содержимое полостей сети от остальной цитоплазмы. Такое явление называется компартменализацией цитоплазмы.

После смерти клеток гранулярная эндоплазматическая сеть разрушается значительно позже, чем агранулярная.

Биогенез мембран эндоплазматической сети. Этот вопрос представляет большой интерес, поскольку зндоплазматическая сеть является динамической структурой, претерпевающей значительные изменения в связи с функциональными колебаниями, свойственными клеткам. Так, например, при голодании организма, когда снижается синтез белков и интенсивно расходуется гликоген печени, в ее клетках уменьшается масса гранулярной сети и резко возрастает объем агранулярной сети.

В настоящее время существует несколько точек зрения об источниках образования мембран эндоплазматической сети: 1 - образование мембран при участии ядерной оболочки, 2 - образование новых мембран в существующей гранулярной эндоплазматической сети, которые лишь вторично превращаются в систему гладкой эндоплазматической сети, 3 - образование мембран заново из имеющихся в цитоплазме белков и липидов.