Как называется главный органоид клетки

Органоиды клетки и их функции

Элементарной структурной и функциональной единицей всех живых организмов является клетка. Несмотря на малые размеры, она имеет очень сложное строение и состоит из органоидов — постоянных и обязательных компонентов, выполняющих определенные функции. Благодаря слаженной работе органоидов поддерживается жизнедеятельность прокариотических и эукариотических клеток.

Общие сведения

Органоиды, или органеллы, — это органы клетки, которые обеспечивают ряд важнейших функций для поддержания жизнедеятельности клетки: движения, деления, синтеза и переноса веществ, передачи генетической информации.

В современной биологии все клетки делятся на два вида: прокариоты (безъядерные) и эукариоты (ядерные). Прокариоты, к которым относятся бактерии и сине-зеленые водоросли, отличаются примитивным строением и состоят из цитоплазмы, в которой расположена ДНК или РНК. К эукариотам относятся все растительные и животные клетки — их строение гораздо более сложное. Клетки человека также являются эукариотами.

Органоиды делятся на две основные группы:

Характеристика мембранных органоидов

Мембранные органоиды — полые структуры, стенки которых образованы одинарной или двойной мембраной. Они замыкаются на себе таким образом, что создают замкнутые полости.

Органоиды клетки расположены в цитоплазме. Это внутренняя полужидкая среда клетки, её внутренняя среда, которая обеспечивает связь между ядром и органоидами.

Описание немембранных органоидов

Немембранными называются органоиды, которые лишены собственной замкнутой мембраны и, соответственно, не имеют четкой границы с жидкой средой.

К немембранным органоидам относятся также реснички и жгутики, выполняющие функцию передвижения. Они выступают над поверхностью клетки и имеют в основе пучок микротрубочек. Реснички встречаются только в клетках животных, а жгутики можно обнаружить у животных, растений и бактерий.

О том, что такое органоиды, как выглядят и где расположены основные части клетки, можно подготовить доклад по биологии для 9 класса.

Что мы узнали?

В зависимости от строения, органоиды клетки бывают мембранными и немембранными. Из всего списка органоидов самым важным является ядро, в котором заключена генетическая информация.

Источник

Органеллы клетки и их функции

Органеллы клетки и их функции

Основные группы органелл. Органеллы — постоянные внутриклеточные структуры, имеющие определённое строение и выполняющие соответствующие функции. Органеллы делятся на две группы: мембранные и немембранные. Мембранные органеллы представлены двумя вариантами: двумембранным и одномем-бранным. Двумембранными компонентами являются пластиды, митохондрии и клеточное ядро. К одномембранным относятся органеллы вакуолярной системы — эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли растительных и грибных клеток, пульсирующие вакуоли и др. К немембранным органеллам принадлежат рибосомы и клеточный центр, постоянно присутствующие в клетке. Выраженность элементов цитоскелета (постоянного компонента клетки) может значительно меняться в течение клеточного цикла — от полного исчезновения одного компонента (например, цитоплазматических трубочек во время деления клетки) до появления новых структур (веретена|веретёна деления).

Общим свойством мембранных органелл является то, что все они построены из липопротеидных плёнок (биологических мембран), замыкающихся сами на себя так, что образуются замкнутые полости, или отсеки|отсеки. Внутреннее содержимое этих отсеков всегда отличается от гиалоплазмы.

Двумембранные органеллы. К двумебранным органеллам относятся пластиды и митохондрии. Пластиды —характерные|характерные органеллы клеток автотрофных эукариотических организмов. Их окраска, форма и размеры весьма разнообразны. Различают хло-ропласты, хромопласты и лейкопласты.

Схема строения хлоропласта: I —наружная мембрана; 2 — рибосомы; 3 — пластоглобулы; 4 — граны; 5 — тилакоиды; 6 — матрице; 7 —ДНК; 8 — внутренняя мембрана; 9 —межмембранное пространство.

Наружная мембрана отграничивает жидкую внутреннюю гомогенную среду|среду хлоропласта — строму (матрикс). В строме содержатся белки|белки, липиды, ДНК (кольцевая молекула), РНК, рибосомы и запасные|запасные вещества (липиды, крахмальные и белковые зерна|зёрна) а также ферменты, участвующие в фиксации углекислого газа.

Внутренняя мембрана хлоропласта образует впячивания внутрь стромы —тилакоиды, или ламеллы, которые имеют форму уплощённых мешочков (цистерн). Несколько таких тилакои-дов, лежащих друг над другом|другом, образуют грану, и в этом случае они называются тилакоидами граны. Именно в мембранах тила-коидов локализованы светочувствительные пигменты, а также переносчики электронов и протонов, которые участвуют в поглощении и преобразовании энергии света.

Хлоропласты в клетке осуществляют процесс фотосинтеза.

Лейкопласты — мелкие бесцветные пластиды различной формы. Они бывают шаровидными, эллипсоидными, гантелевид-ными, чашевидными и т. д. По сравнению с хлоропластами у них слабо|слабо развита|развита внутренняя мембранная система.

Лейкопласты в основном встречаются в клетках органов|органов, скрытых от солнечного света (корней, корневищ, клубней, семян). Они осуществляют вторичный синтез и накопление запасных|запасных питательных веществ — крахмала, реже жиров и белков.

Хромопласты отличаются от других пластид своеобразной формой (дисковидной, зубчатой, серповидной, треугольной, ром-

бической и др.) и окраской (оранжевые, жёлтые, красные). Хромопласты лишены хлорофилла и поэтому не способны к фотосинтезу. Внутренняя мембранная структура их слабо|слабо выражена.

Хромопласты присутствуют в клетках лепестков многих растений (лютиков, калужниц, нарциссов, одуванчиков и др.), зрелых плодов (томаты, рябина, ландыш, шиповник) и корнеплодов (морковь, свёкла), а также листьев в осеннюю пору. Яркий цвет этих органов|органов обусловлен различными пигментами, относящимися к группе каргиноидов, которые сосредоточены в хромопластах.

Всё|Все типы пластид генетически родственны друг другу, и одни их виды могут превращаться в другие:

Таким образом, весь процесс взаимопревращений пластид можно представить в виде ряда изменений, идущих в одном направлении — от пропластид до хромопластов.

Митохондрии—неотъемлемые компоненты всех эукариоти-ческих клеток. Они представляют собой гранулярные или нитепо-добные структуры толщиной 0,5 мкм и длиной до 7—10 мкм.

Митохондрии ограничены двумя мембранами — наружной и внутренней. Между внешней и внутренней мембранами имеется так называемое перимитохондриалъное пространство, которое является местом скопления ионов водорода Н+Наружная митохондриальная мембрана отделяет её от гиало-плазмы. Внутренняя мембрана образует множество впячиваний внутрь митохондрий — так называемых крист. На мембране крист или внутри неё располагаются ферменты, в том числе переносчики электронов и ионов водорода Н+, которые участвуют в кислородном дыхании. Наружная мембрана отличается высокой проницаемостью, и многие соединения легко проходят через неё. Внутренняя мембрана менее проницаема. Ограниченное ею внутреннее содержимое митохондрии <матрикс)по составу близко к цитоплазме. Матрикс содержит различные белки|белки, в том числе ферменты, ДНК (кольцевая молекула), всё|все типы РНК, аминокислоты|аминокислоты, рибосомы, ряд витаминов. ДНК обеспечивает некоторую генетическую автономность митохондрий, хотя в целом их работа координируется ДНК ядра|ядра.

Схема строения митохондрии: а — продольный разрез; 6 — схема трёхмерного строения; 1 — внешняя мембрана; 2 — матрикс; 3 —межмембранное пространство; 4 — гранула; 5 —ДНК; 6 — внутренняя мембрана; 7 — рибосомы.

В митохондриях осуществляется кислородный этап клеточного дыхания.

Одномембранные органеллы. В клетке синтезируется огромное количество различных веществ. Часть из них потребляется на собственные нужды|нужды (синтез АТФ, построение органелл, накопление питательных веществ), часть выводится из клетки и используется на построение оболочки (клетки растений и грибов), глико-каликса (животные клетки). Клеточными секретами являются также ферменты, гормоны, коллаген, кератин и т. д. Накопление этих веществ и перемещение их из одной части клетки в другую либо выведение за её пределы происходит в системе замкнутых цитоплазматических мембран — эндоплазматической сети, или эндоплазматическом ретикулуме, и комплексе Гольджи, составляющих транспортную систему клеток.

В клетке существует два типа эндоплазматического ретикулу-ма: гранулярный (шероховатый) и агранулярный (гладкий). Гранулярный эндоплазматический ретикулум густо усеян рибосомами, на которых осуществляется биосинтез белка|белка. Синтезируемые белки|белки проходят через мембрану в каналы и полости эндоплазматического ретикулума, изолируются от цитоплазмы, накапливаются там, дозревают и перемещаются в другие части клетки либо в комплекс Гольджи в специальных мембранных пузырьках, которые отшнуровываются от цистерн эндоплазмати-ческого ретикулума.

Схема строения шероховатого (1) и гладкого (2) эндоплазматического ретикулума.

Функции эндоплазматического ретикулума следующие:

Схема строения аппарата Голъджи: 1 — пузырьки; 2 — цистерны.

К комплексу Гольджи доставляются вещества, синтезируемые в эндоплазматическом ретикулуме. От цистерн эндоплазматического ретикулума отшнуровываются пузырьки, которые соединяются с цистернами комплекса Гольджи, где эти вещества модифицируются и дозревают.

Пузырьки комплекса Гольджи участвуют в формировании цитоплазматической мембраны и стенок клеток растений после деления, а также в образовании вакуолей и первичных лизосом.

Органоиды клетки и их функции

Органоиды клетки — постоянные клеточные структуры, клеточные органы|органы, обеспечивающие выполне­ние специфических функций в процессе жизнедеятельнос­ти клетки — хранение и передачу генетической информации, перенос веществ, синтез и превращения ве­ществ и энергии, деление, движение и др.

К органоидам (органеллам) клеток эукариот относятся:

В животных клетках присутствуют также центриоли, микрофибриллы, а в растительных — свойственные только им пластиды.

Иногда к органоидам клеток эукариот отно­сят и ядро в целом.

Прокариоты лишены большинства органоидов, у них имеются лишь клеточная мембрана и рибосомы, отличающиеся от цитоплазматических рибосом клеток эукариот.

В специализированных эукариотных клетках могут быть сложные структуры, в основе которых находятся универсальные органоиды, например микротру­бочки|бочки и центриоли — главные компоненты жгутиков и ресничек. Микрофибриллы лежат в основе тоно- и нейрофибрилл. Специальные структуры одноклеточных, напри­мер жгутики и реснички (построены так же, как у клеток многоклеточных), выполняют функцию органов|органов движения.

Чаще в современной литературе термины «органоиды» и «органеллы» употребляют как синонимы.

Самая крупная органелла, заключённая в оболочку из двух мембран, пронизанную ядерными порами|порами. Со­держит хроматин — в такой форме раскру­ченные хромосомы на­ходятся в интерфазе. Содержит также струк­туру|туру, называемую яд­рышком

Хромосомы содержат ДНК — вещество нас­ледственности. ДНК состоит из генов, регу­лирующих всё|все виды клеточной активности. Деление ядра|ядра лежит в основе размножения клеток, а следователь­но, и процесса воспро­изведения. В ядрышке образуются рибосомы

Эндоплазматический ретикулум (ЭР)

Система уплощённых мембранных мешоч­ков — цистерн — в виде трубочек и пластинок. Образует единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки

Если поверхность ЭР покрыта рибосомами, то он называется шеро­ховатым. По цистер­нам такого ЭР транс­портируется белок|белок, синтезированный на рибосомах. Гладкий ЭР (без рибосом) служит местом синтеза липидов и стероидов

Рибосомы

Очень мелкие органеллы, состоящие из двух субчастиц — большой и малой. Содержат белок|белок и РНК приблизительно в равных долях. Рибо­сомы|сомы, обнаруживаемые в митохондриях (а так­же в хлоропластах — у растений), ещё мельче

Место синтеза белка|белка, где удерживаются в правильном положе­нии различные взаимо­действующие молеку­лы. Рибосомы связаны с ЭР или свободно ле­жат в цитоплазме. Много рибосом могут образовать полисому (полирибосому), в кото­рой они нанизаны на единую нить матрич­ной РНК

Митохондрии

Митохондрия окруже­на оболочкой из двух мембран, внутренняя мембрана образует складки (кристы). Со­держит матрикс, в ко­тором находятся не­большое количество рибосом, одна кольце­вая молекула ДНК и фосфатные гранулы

При аэробном дыхании в кристах происходит окислительное фосфорилирование и перенос электронов, а в матрик­се работают ферменты, участвующие в цикле Кребса и в окислении жирных кислот

Аппарат Гольджи

Стопка уплощённых мембранных мешочков — цистерн. На одном конце стопки мешочка непрерывно образуются, а с другого — отшнуровываются в виде пузырь­ков. Стопки могут существовать в виде дискретных диктиосом, как в рас­тительных клетках, или образовывать прост­ранственную сеть, как во многих животных клетках

Многие клеточные ма­териалы, например ферменты из ЭР, пре­терпевают модифика­цию в цистернах и транспортируются в пузырьках. Аппарат Гольджи участвует в процессе секреции, и в нём образуются лизо­сомы|сомы

Лизосомы

Простой сферический мембранный мешочек (мембрана одинарная), заполненный пищева­рительными (гидроли­тическими) фермента­ми. Содержимое ка­жется гомогенным

Выполняют много функций, всегда свя­занных с распадом ка­ких-либо структур или молекул

Микротельца

Органелла не совсем правильной сферичес­кой формы, окружен|окружён­ная одинарной мембра­ной. Содержимое име­ет зернистую структу­ру, но иногда в нём по­падается кристаллоид, или скопление нитей

Всё|Все микротельца со­держат каталазу — фермент, катализирую­щий расщепление пероксида водорода. Все они связаны с окисли­тельными реакциями

Клеточная стенка, срединная пластинка, плазмодесмы

клеточная стенка

Жёсткая клеточная стенка, окружающая клетку, состоит из целлюлозных микро­фибрилл, погружённых в матрикс, в состав ко­торого входят другие сложные полисахари­ды, а именно гемицеллюлозы и пектиновые вещества. У некоторых клеток клеточные стен­ки претерпевают вто­ричное утолщение

Обеспечивает механи­ческую опору и защиту. Благодаря ей возникает тургорное давление, способствующее усиле­нию опорной функции. Предотвращает осмо­тический разрыв клет­ки. По клеточной стен­ке происходит пере­движение воды|воды и мине­ральных солей. Различ­ные модификации, на­пример пропитывание лигнином, обеспечива­ют выполнение специализированных функций

средняя пластинка

Тонкий слой пектино­вых веществ (пектатов кальция и магния)

Скрепляет друг с дру­гом соединение клетки

плазмодесма

Тонкая цитоплазматическая нить, связываю­щая цитоплазму двух соседних клеток через тонкую пору в клеточ­ной стенке. Пора|Пора вы­стлана плазматической мембраной Сквозь по­ру проходит десмотубула, часто соединённая на обоих концах с ЭР

Объединяют протопласты соседних кле­ток в единую непре­рывную систему — симпласт, по которой про­исходит транспорти­ровка веществ между этими клетками

Хлоропласт

Крупная, содержащая хлорофилл пластида, в которой протекает фо­тосинтез. Хлоропласт окружен|окружён оболочкой из двойной мембраны и заполнен студенистой стромой. В строме на­ходится система мемб­ран, собранных в стоп­ки, или граны. В ней же может отлагаться крах­мал. Кроме того, строма содержит рибосомы, кольцевую молекулу ДНК и капельки масла|масла

В этой органелле про­исходит фотосинтез, то есть синтез сахаров и других веществ из СО2 и воды|воды за счёт световой энергии, улавливаемой хлорофиллом. Свето­вая энергия превраща­ется в химическую

Крупная центральная вакуоль

Мешок, образованный одинарной мембраной, которая называется тонопластом. В вакуоли содержится клеточный сок — концентриро­ванный раствор раз­личных веществ, таких, как минеральные соли|соли, сахара|сахара|сахара, пигменты, ор­ганические кислоты|кислоты и ферменты. В зрелых клетках вакуоли обыч­но бывают большими|большими.

Здесь хранятся различ­ные вещества, в том числе и конечные про­дукты обмена. От со­держимого вакуоли в сильной степени зави­сят осмотические свойства клетки. Иног­да вакуоль выполняет функции лизосом.

Источник

Биология. 10 класс

Мембранные органоиды клетки

Мембранные органоиды клетки. Ядро. Прокариоты и эукариоты

Необходимо запомнить

Органоиды, или Органеллы, – постоянные специфические структуры цитоплазмы, выполняющие определённые функции, необходимые для поддержания жизнедеятельности клетки.

Различают органоиды общего значения и специальные органоиды. Органоиды общего значения имеются во всех клетках и выполняют общие функции. Это – митохондрии, рибосомы, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы, цитоскелет и клеточный центр.

Органоиды специального значения имеются только в клетках какого-то определённого типа и обеспечивают выполнение функций, присущих только этим клеткам.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) открыта К. Портером в 1945 году. ЭПС или ЭПР (эндоплазматический ретикулум) – сеть канальцев и цистерн, сложенных мембранами. Различают гранулярную (шероховатую, зернистую) и гладкую (агранулярную) ЭПС.

Гранулярная ЭПС содержит рибосомы на наружной стороне мембраны. Гладкая ЭПС не содержит рибосомы. В скелетных мышцах ЭПС носит название саркоплазматический ретикулум. ЭПС пронизывает всю клетку. Полость ЭПС сообщается с ядром и цитоплазматической мембраной.

На рибосомах гранулярной ЭПС синтезируются секреторные белки, предназначенные для выведения из клетки, а также белки лизосом и внеклеточного матрикса.

Наряду с секреторными белками на гранулярной ЭПС синтезируется большая часть полуинтегральных и интегральных белков. В гладеой ЭПС происходит также синтез мембраны липидов и осуществляется «сборка» компонентов мембраны.

Кроме того, ЭПС, как считают, участвует в образовании пероксисом. Таким образом, гранулярная ЭПС служит «фабрикой» мембран для плазмалеммы, аппарата Гольджи, лизосом и других мембранных структур клетки.

Агранулярная (гладкая) эндоплазматическая сеть представляет собой замкнутую сеть трубочек, канальцев, цистерн. На цитоплазматической поверхности гладкой ЭПС синтезируются жирные кислоты, большая часть липидов клетки, в том числе почти все липиды, необходимые для построения клеточных мембран. Поэтому гладкую ЭПС нередко называют «фабрикой липидов». Например, в клетках печени с мембранами гладкого эндоплазматического ретикулума связан фермент, обеспечивающий образование глюкозы из глюкозо-6-фосфата. Эта реакция имеет большое значение в поддержании уровня глюкозы в организме человека.

В организме человека эндоплазматическая сеть особенно хорошо развита в клетках, синтезирующих гормоны, в клетках печени.

Комплекс Гольджи (КГ, или аппарат Гольджи, – пластинчатый комплекс, расположен вблизи ядра, между ЭПС и плазмалеммой. Его структурно-функциональная единица – диктиосома – представляет собой стопку из 5–20 плоских одномембранных мешочков (цистерн), имеющих диаметр около 1 мкм, внутренние полости которых не сообщаются друг с другом. Количество таких мешочков в стопке обычно не превышает 5–20, а расстояние между ними составляет 20–25 нм.

Белки, синтезированные на шероховатой эндоплазматической сети, попадают в аппарат Гольджи. Здесь осуществляется химическая модификация транспортируемых белков и их упаковка в специальные пузырьки.

Таким образом, основными функциями комплекса Гольджи являются химическая модификация, накопление, сортировка, упаковка в секреторные пузырьки и транспорт по назначению белков и липидов, синтезированных в ЭПС.

В комплексе Гольджи образуются лизосомы и синтезируются некоторые полисахариды.

Лизосомальная система и пероксисомы

Лизосомы – мембранные органеллы клеток животных и грибов, содержащие гидролитические ферменты и осуществляющие гидролитическое расщепление макромолекул (внутриклеточное пищеварение). Лизосомы представляют собой окружённые одинарной мембраной пузырьки, размеры которых в клетках животных колеблются от 0,2 до 0,5 мкм. В лизосомах содержится не менее 60 гидролитических ферментов, которые расщепляют все основные классы органических макромолекул.

Все ферменты лизосом активны лишь в кислой среде при значениях pH, близких 5,0. Количество лизосом в разных клетках варьирует от единичных до нескольких сотен, как например, в фагоцитах.

Завершающие этапы процесса внутриклеточного переваривания веществ, поглощённых клеткой, осуществляются в лизосомах.

Лизосомы с помощью своих ферментов могут разрушать не только отдельные органеллы или клетки, но и целые органы (автолиз). Например, в процессе онтогенеза лягушки с помощью ферментов лизосом лизируются хвост и жабры головастика, а образующиеся при этом продукты распада используются для формирования органов взрослого животного.

Митохондрии – крупные мембранные органоиды клетки, которые можно различить в световой микроскоп. Митохондрии присутствуют во всех эукариотических клетках человека, кроме эритроцитов.

Они имеют обычно округлую, удлиненную или нитевидную формы. Количество митохондрий в клетке колеблется в широких пределах (от 1 до 100 тыс. и более) и зависит от потребностей клетки в энергии. Митохондрии имеют наружную и внутреннюю мембраны.

На внутренней поверхности увеличенного фрагмента кристы видны небольшие выпуклости, обращенные в митохондриальный матрикс, которые содержат ферментные системы, обеспечивающие процессы дыхания. Наружная мембрана гладкая и по своему составу сходна с плазмалеммой.

В матриксе содержатся кольцевая молекула митохондриальной ДНК (мтДНК), различные включения, а также молекулы мРНК, транспортной РНК (тРНК) и рибосомы, сходные по строению с рибосомами бактерий. Здесь же располагаются ферменты, превращающие пируват и жирные кислоты в ацетил-КоА, и ферменты реакций цикла Кребса.

Митохондриальная ДНК имеет не линейную, как в хромосомах ядра, а кольцевую форму. Главная функция митохондрий – синтез АТФ, основного источника энергии для обеспечения жизнедеятельности клетки. Поэтому митохондрии называют «энергетическими станциями» клетки.

Пластиды – это органоиды клеток растений и некоторых фотосинтезирующих простейших. У большинства животных и грибов пластид нет.

Пластиды делятся на несколько типов: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты. Наиболее важный и известный – хлоропласт, содержащий зелёный пигмент хлорофилл, который обеспечивает процесс фотосинтеза.

Все виды пластид связаны между собой общим происхождением или возможным взаимопревращением. Пластиды развиваются из пропластид – более мелких органоидов меристематических клеток.

Пластиды относятся к двумембранным органоидам, у них есть внешняя и внутренняя мембраны.

Во многих пластидах, особенно в хлоропластах, хорошо развита внутренняя мембранная система, формирующая такие структуры, как тилакоиды, граны (стопки тилакоидов), ламелы – удлинённые тилакоиды, соединяющие соседние граны. Внутреннее содержимое пластид обычно называют стромой. В ней, помимо прочего, находятся крахмальные зёрна.

Считается, что в процессе эволюции пластиды появились аналогично митохондриям – путём внедрения в клетку-хозяина другой прокариотической клетки, способной в данном случае к фотосинтезу. Поэтому пластиды считают полуавтономными органеллами. Они могут делиться независимо от делений клетки, у них есть собственная ДНК, РНК, рибосомы прокариотического типа, т. е. собственный белоксинтезирующий аппарат. Часть генов, управляющая их функционированием, находится как раз в ядре.

Ядро – важнейшая часть эукариотической клетки. Оно состоит из ядерной оболочки, кариоплазмы, ядрышек, хроматина.

2. Кариоплазма представляет собой коллоидный раствор, содержащий белки, углеводы, соли, другие органические и неорганические вещества. В кариоплазме содержатся все нуклеиновые кислоты: практически весь запас ДНК, информационные, транспортные и рибосомальные РНК.

3. Ядрышко – сферическое образование, содержит различные белки, нуклеопротеиды, липопротеиды, фосфопротеиды. Функция ядрышек – синтез зародышей рибосом.

4. Хроматин (хромосомы). В стационарном состоянии (время между делениями) ДНК равномерно распределены в кариоплазме в виде хроматина. При делении хроматин преобразуется в хромосомы.

Функции ядра: в ядре сосредоточена информация о наследственных признаках организма (информационная функция); хромосомы передают признаки организма от родителей к потомкам (функция наследования); ядро согласует и регулирует процессы в клетке (функция регуляции).

Источник