6.Будова й функції немембранних органел
Рибосоми - апарат синтезу білка й поліпептидних молекул.
За локалізацією немембранні органели підрозділяються на:
-вільні (перебувають у гіалоплазмі);
-невільні або прикріплені (пов'язані з мембранами ендоплазматичної мережі).
Кожна рибосома складається з малої й великий субодиниць. Кожна субодиниця рибосоми складається з рибосомальной РНК і білка рибонуклеопротеїду, які утворяться в ядерці. Зборка субодиниць у єдину рибосому здійснюється в цитоплазмі. Для синтезу білка окремі рибосоми за допомогою матричної або інформаційної РНК поєднуються в ланцюжки рибосом - полісоми. Вільні й прикріплені рибосоми, крім відмінності в їхній локалізації, відрізняються певною функціональною специфічністю: вільні рибосоми синтезують білки для внутрішніх потреб клітини (білки-ферменти, структурні білки), прикріплені синтезують білки "на експорт".
Клітинний центр - цитоцентр, центросома, центриолі. У клітині, що не ділиться, клітинний центр складається із двох основних структурних компонентів: диплосоми; центросфери.
Диплосома складається із двох центриолей - материнської й дочірньої, розташованих під прямим кутом один до одного. Кожна центриоль складається з мікротрубочок, що утворять структуру у вигляді порожнього циліндра (діаметром 0,2 мкм, довжиною 0,3-0,5 мкм). Мікротрубочки за допомогою "ручок" поєднуються в триплети (по трьох трубочки), образуя 9 триплетів.
Центросфера - безструктурна ділянка гіалоплазми навколо диплосоми, від якого радіально відходять мікротрубочки (промениста сфера).
Функції цитоцентру:
-утворення веретена розподілу в профазі мітозу;
-положення центриолей у деяких епітеліальних клітках визначається їх полярну диференційованість;
-участь у формуванні мікротрубочок клітинного каркаса;
-у війчастих епітеліальних клітках центриолї є базальними тільцями війок.
Мікротрубочки - порожні циліндри (зовнішній діаметр - 24 нм, внутрішній - 15 нм), є самостійними органеллами, образуя цитоскелет, або ж входять до складу інших органелл (центриолей, ресничек, жгутиков). Стінка мікротрубочки складається із глобулярного білка тубулина, що складається з окремих округлих утворень - глобул, діаметром 5 нм. Такі глобули можуть перебувати в гіалоплазмі у вільному стані або ж, під впливом певних факторів, з'єднуватися між собою й формувати мікротрубочки, а потім знову розпадатися. Так формуються, а потім розпадаються мікротрубочки веретена розподілу в різні фази мітозу. Однак, у складі центриолей, війок і жгутиків мікротрубочки є стійкими утвореннями. Більша частина мікротрубочок бере участь у формуванні внутрішньоклітинного каркаса, що підтримує форму клітини, спричиняється певне положення органелл у цитоплазмі, а також визначає напрямок внутрішньоклітинних переміщень. Білки тубулини не мають здатність до скорочення, а отже й мікротрубочки не скорочуються. Однак у складі війок та жгутиків відбувається взаємодія між мікротрубочками і їхнім ковзанням відносно один одного, що й забезпечує рух війок і жгутиків.
Мікрофібрили або проміжні філаменти, являють собою тонкі (10 нм) нитки, які не розгалужуються що локалізуються переважно в кортикальному (підмембранному) шарі цитоплазми. Вони складаються з білка, але різного в різних клітках (в епітеліальних клітках кератину, у фібробластах виментина, у м'язових клітках десмина й інші). Функціональна роль мікрофібрил складається в участі, поряд з мікротрубочками, у формуванні клітинного каркаса, виконуючи опорну функцію. У деяких клітках (епидермоцити шкіри) мікрофібрили поєднуються в пучки й утворять тонофібрили, які розглядаються як спеціальні органели, що виконують опорну роль.
Мікрофіламенти ще більш тонкі нитчасті структури (5-7 нм), що складаються зі скорочувальних білків (актину, міозину, тропомиозина), неоднакових у різних клітках. Локалізуються переважно в кортикальному шарі цитоплазми. У сукупності мікрофіламенти становлять скорочувальний апарат клітини, що забезпечує різні види рухів:
переміщення органел;
струм гіалоплазми;
зміна клітинної поверхні;
утворення псевдоподій і переміщення клітини.
Скупчення мікрофиламентів у м'язових волокнах утворить спеціальні органели - міофибрили.
7.Лізосоми найбільш дрібні органели цитоплазми (0,2-0,4 мкм) і тому відкриті (Де Дюв, 1949 р.) тільки з використанням електронного мікроскопа. Являють собою тільця, обмежені ліпідною мембраною й утримуючі електроннощільний матрикс, що складається з набору гідролітичних білків-ферментів (50 гідролаз), здатних розщеплювати будь-які полімерні з'єднання (білки, ліпіди, вуглеводи і їхні комплекси) на мономерні фрагменти. Маркерним ферментом лізосом є кисла фосфатаза.
Функція лізосом - забезпечення внутрішньоклітинного травлення, тобто розщеплення як екзогенних, так і ендогенних речовин.
Класифікація лізосом:
первинні лізосоми - електроннощільні тільця;
вторинні лізосоми - фаголізосоми, у тому числі аутофаголізосоми;
третинні лізосоми або залишкові тільця.
Лізосомами є дрібні електроннощільні тільця, що утворяться в пластинчастому комплексі.Травна функція лізосом починається тільки після злиття лізосоми з фагосомою, тобто фагоцитированною речовиною, оточеною біліпидною мембраною. При цьому утвориться єдиний пухирець - фаголізосома, у якій змішується фагоцитированний матеріал і ферменти лізосоми. Після цього починається розщеплення (гідроліз) біополимерних з'єднань фагоцитированного матеріалу на мономерні молекули (амінокислоти, моновуглеводи й так далі). Ці молекули вільно проникають через мембрану фаголізосоми в гіалоплазму й потім утилізуються клітиною, тобто використаються або для утворення енергії або на побудову біополимерних структур. Але не завжди фагоцитировані речовини розщеплюються повністю.
Подальша доля речовин, що залишилися, може бути різної. Деякі з них можуть бути виведені із клітини за допомогою екзоцитозу, по механізму, зворотному фагоцитозу. Деякі речовини (насамперед ліпідної природи) не розщеплюються лізосомальними гідролазами, а накопичуються й ущільнюються в фаголізосомі. Такі утворення називаються третинними лізосомами або залишковими тільцями.
У процесі фагоцитозу й екзоцитозу здійснюється регуляція мембран у клітині:
у процесі фагоцитозу частина плазмолеми відбруньковуються й утворюють оболонку фагосоми;
у процесі екзоцитозу ця оболонка знову вбудовується в плазмолему.
Установлено, що деякі клітини протягом години повністю обновляють плазмолемму.
Крім розглянутого механізму внутрішньоклітинного розщеплення фагоцитованих екзогенних речовин, таким же способом руйнуються ендогенні біополімери - ушкоджені або застарілі власні структурні елементи цитоплазми. Спочатку такі органели або цілі ділянки цитоплазми оточуються біліпидною мембраною й утвориться вакуоль аутофаголизосома, у якій здійснюється гідролітичне розщеплення біополимерних речовин, як і у фаголизосомі.
Слід зазначити, що всі клітини містять у цитоплазмі лізосоми, але в різній кількості. Є спеціалізовані клітини (макрофаги), у цитоплазмі яких утримується дуже багато первинних і вторинних лізосом. Такі клітини виконують захисні функції в тканинах і називаються клітинами-санітарами, тому що вони спеціалізовані на поглинання великої кількості екзогенних часток (бактерій, вірусів), а власних тканин, що також розпалися.
Пероксисоми - мікротельця цитоплазми (0,1-1,5 мкм), подібні за будовою з лізосомами, однак відрізняються від них тим, що в їх матриксі втримуються кристалоподібні структури, а серед білків-ферментів утримується каталаза, що руйнує перекис водню, що утвориться при окислюванні амінокислот.
8 іКласифікація включень
іВключення - непостійні структурні компоненти цитоплазми.
Класифікація включень:
трофічні:
лецитин у яйцеклітинах;
глікоген;
ліпіди, є майже у всіх клітках;
секреторні:
секреторні гранули в секретуючих клітках (зимогенні гранули в ацинозних клітинах підшлункової залози);
секреторні гранули в ендокринних залозах і інші;
екскреторні:
речовини, що підлягають видаленню з організму (наприклад, гранули сечової кислоти в епітелії ниркових канальців);
пігментні:
Меланин;
гемоглобін;
ліпофусцин;
білірубін і інших.
У процесі життєдіяльності в деяких клітках накопичуються випадкові включення:
медикаментозні;
часточки вугілля;
кремнію й так далі.
Ці включення мають певний колір і надають фарбування всій клітині (меланин - чорний або коричневий, гемоглобін - жовто-червоний і так далі). Необхідно відзначити, що пігментні включення характерні тільки для певних типів кліток (меланин утримується в меланоцитах, гемоглобін - в еритроцитах). Однак, ліпофусцин може накопичуватися в багатьох типах кліток звичайно при їхньому старінні. Його наявність у клітках свідчить про їхнє старіння й функціональну неповноцінність.