10

Лабораторна робота № 11 Тема: Одномембранні та немембранні органели

Мета:

Знати:

1. Будову та функції одномембранних органел.

2. Функціонування єдиної мембранної системи.

3. Будову та функції немембранних органел.

Вміти:

1. Розрізняти види та називати функції ендоплазматичної сітки та комплексу Гольджі.

2. Пояснювати механізми сумісного функціонування гранулярної ЕПС та комплексу Гольджі.

3. Пояснювати функції лізосом та пероксисом, порівнювати їх.

4. Розрізняти види вакуолей та називати їх функції.

5. Називати узагальнені функції єдиної мембранної системи.

6. Розрізняти види рибосом. Пояснювати будову та функції клітинного центру та органел руху.

Література:

1. Шелест З.М., Войцицький В.М, Гайченко В.А., Байрак О.М. Біологія. – К.: Кондор, 2007. - 760 с.

2. В.П. Сигида. Загальна біологія: структурований конспект/ Ф.О. Заплічко, В.П. Миколайко, 2003. – 364 с.

Теоретичний матеріал:

Ендоплазматичний ретикулум (ЕПР) (ендоплазматична сітка ЕПС) - (від лат. reticulum - сітка ) - одно мембранна органела еукаріотичних клітин у вигляді замкненої системи канальців і плоских мембранних мішечків-цистерн. Мембрани ЕПС полярні - з одного кінця нарощуються, а з іншого - розпадаються на окремі фрагменти.

Розрізняють два види: гранулярний (шорсткий) ендоплазматичний ретикулум і агранулярний (гладкий) ендоплазматичний ретикулум.

гЕПС складається в основному з цистерн, має рибосоми, однак ступінь її розвитку різний, залежить від спеціалізації клітин - у залозистих клітинах підшлункової залози, гепатоцитів.

Функції:

1. біосинтез білків - мембранних, секреторних, які виходять у позаклітинний простір. Рибосоми синтезують білки, які по різним причинам не повинні у вільному вигляді потрапити в цитоплазму. Наприклад, на рибосомах гЕПР у багатьох клітинах синтезується кисла фосфатаза (гідролітичний фермент). Якби вона надходила у вільному виді в цитоплазму, то викликала б руйнування клітинних органел аж до повної загибелі клітини. Тому всі білкові молекули, синтезовані рибосомами гЕПР надходять всередину цистерн. Це веде до ізоляції їх від цитоплазми. Везикули називають транспортними пухирцями. Вони відділяються від цистерн, забираючи із собою частина внутрішноьцистерних білків, і транспортують їх до комплексу Гольджи.

2. модифікуюча - модифікація білків, які утворилися на рибосомах.

3. участь у утворенні комплексу Гольджі - структуроутворююча.

аЕПС немає рибосом і є похідною від шорсткої. Складається з сітки тоненьких трубочок. Розвинений в клітинах, пов’язаних з метаболізмом ліпідів. Переважає в клітинах надниркових залоз (синтезує стероїдні гормони), у м’язових клітинах (участь у обміні кальцію).

Функції:

1. Депонуюча (у посмугованих мязах спеціалізується і називається саркоплазматичний ретикулум і є резервуаром кальцію)

2. Синтез ліпідів та вуглеводів - холестерин, стероїдні гормони, статеві, глікоген.

3. Детоксикуюча - знешкодження токсинів.

Спільні функції:

1. розмежувальна - забезпечує впорядкований розподіл цитоплазми.

2. Транспортну - перенесення в клітині необхідних речовин.

3. Синтезуючу - утворення мембранних ліпідів.

Комплекс Гольджі локалізується поблизу клітинного ядра. У тваринних клітин - біля клітинного центру. Складається з цистерн, трубочок та міхурців.

Елементарною структурною й функціональною одиницею комплексу Гольджі (КГ) є диктіосома. Вона представлена 3-20 розташованими одна над одною у вигляді стопки й не зв'язаними між собою одномембраних цистерн (мішечками). Цистерни на кінцях розширені.Та сторона диктиосоми, де розташовується перша цистерна, називається незрілою (цис-сторона). Сторона, де розташовується остання цистерна, називається зрілою (транс-сторона). У середньому в клітині є близько 20 диктіосом. Вони можуть розташовуватися роздільно (клітини рослин, більшості найпростіших і членистоногих) або, за рахунок з'єднань між деякими цистернами різних диктиосом, утворювати мережі (всі інші клітини). З диктіосомами пов’язана значна кількість дрібних пухирців - до 50 нм. Мембрани КГ синтезуються гЕПС, яка прилягає до нього.

Функції комплексу Гольджі:

• модифікаційна - полягає в тім, що КГ модифікує білки, що надходять сюди з гЕПР шляхом зміни їх конформаційного стану й, якщо потрібно, приєднання вуглеводного компонента;

- синтетична - полягає в тім, що КГ здатний до синтезу полісахаридів з моносахаридів;

• структуроутворююча - полягає в тім, що КГ бере участь у формуванні секреторних гранул, лізосом, клітинної мембрани - глюкопротеїдів, гліколіпідів, матрикса клітинної стінки, дрібних вакуолей;

• участь у секреції речовин з клітини.

Таким чином, КГ концентрує та змінює речовини, що надходять від ЕПС.

Під час мітотичного поділу клітини КГ завжди представлений не зв'язаними одна з одною диктиосомами. Вони нерівномірно розподіляються між дочірніми клітинами і у процесі росту останніх добудовуються до повноцінного КГ завдяки транспортним пухирцям, що відділяються від гЕПР. У дорослому стані клітини добудування мембран КГ також здійснюється за рахунок транспортних пухирців що відділяються від гЕПР .

Механізми спільного функціонування гЕПР і КГ

Рибосоми, пов'язані з мембранами гЕПР, синтезують білки, що надходять у порожнину його цистерн. Звідси в складі транспортних пухирців, що відділяються, білки надходять у цистерни днктиосом КГ (з незрілої сторони). При цьому мембрани транспортних пухирців доформовують мембрани цистерн КГ, зливаючись із ними. У КГ відбувається модифікація білків і синтез полісахаридів. Потім вони найчастіше заключаються в секреторні гранули , що відділяються від цистерн диктиосом КГ (зі зрілої сторони) й доставляються до клітинної мембрани. Мембрани секреторних гранул добудовують клітинну мембрану, зливаючись із нею, білки попадають у зовнішнє середовище, а полісахариди або також попадають у зовнішнє середовище, або беруть участь у формуванні клітинної стінки, У деяких випадках від комплексу Гольджі відбруньковуються лізосоми й дрібні вакуолі. Вони залишаються в клітині, стаючи її органелами, і виконують певні функції.

Каріолема

аЕПР Добудова

плазмалеми

лізосоми

гЕПР транспортні КГ секреторні гранули секрет у

пухирці зовнішнє

середовище

дрібні

дрібні вакуолі вакуолі

добудова

мікро тільця клітинної

стінки

сферо соми плазмалема

Вакуоль - одномембранний пухирець (мембрана вакуолі має спеціальну назву - тонопласт) з матриксом, склад якого залежить від її виду, матрикс вакуолей рослин, наприклад, містить клітинний сік з амінокислот, моноцукрів, жирних кислот, їх похідних, гідролітичних ферментів (рідше інші білки, полісахариди, ліпіди), інші органічні й неорганічні речовини.

Формування зрілих вакуолею відбувається не відразу. Спочатку від цистерн гЕПР або КГ відбруньковуються дрібні вакуолі. Вони ростуть, збільшуючись у розмірах, і на певній стадії зливаються, утворюючи одну або кілька зрілих вакуолею.