Органоиды клетки и их функции

Вспомните

•  какова роль клеточной мембраны;

•  какую функцию в клетке выполняет цитоплазма.

 

    Мембранные органоиды. В клетках эукариот присутствуют мембранные и немембранные органоиды. В клетках прокариот содержатся лишь рибосомы.

Общий план строения клеток эукариот и прокариот

Органоиды растительной и животной клеток

    Большинство внутриклеточных структур принадлежит к мембранным органоидам, содержимое которых отделено от цитоплазмы биологическими мембранами. К ним относятся эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы, пластиды.

    Эндоплазматическая сеть (ЭПС) — это сложная система в виде трубочек, мешочков, плоских цистерн разных размеров. Они объединены в единую замкнутую полость и отграничены от содержимого цитоплазмы биологической мембраной, образующей многочисленные складки и изгибы.

   Эндоплазматическая сеть разделяет цитоплазму на отдельные отсеки, в которых одновременно могут проходить различные химические процессы, не мешая друг другу. Различают шероховатую и гладкую эндоплазматическую сеть. «Шероховатость» обусловлена многочисленными рибосомами, усеивающими поверхность мембран. Здесь происходит синтез белков. Гладкая эндоплазматическая сеть принимает участие в синтезе липидов и углеводов. Эндоплазматическая сеть не только синтезирует и накапливает в своих цистернах различные вещества, но и участвует в их внутриклеточной транспортировке.

   Вакуоль — полость, окружённая мембраной, развившаяся из ЭПС, заполненная жидкостью. В ней содержатся ферменты, минеральные соли и различные продукты обмена веществ. У растений многочисленные мелкие вакуоли со временем сливаются в одну большую вакуоль. В клетках ряда многоклеточных беспозвоночных животных (губки, кишечнополостные, ресничные черви, некоторые моллюски), способных к внутриклеточному пищеварению, и в теле некоторых одноклеточных организмов (простейшие) образуются мелкие пищеварительные вакуоли, содержащие пищеварительные ферменты.

   Комплекс Гольджи (КГ) состоит из цистерн, трубчатых структур, вакуолей и транспортных пузырьков. Его основная функция — накопление и «упаковка» химических соединений, синтезируемых в клетке. Комплекс Гольджи взаимодействует с эндоплазматической сетью, получая от неё новообразованные белки и другие выделяемые клеткой вещества. В структурах комплекса Гольджи эти вещества накапливаются, сортируются и могут долгое время храниться в цитоплазме как запас до тех пор, пока не будут востребованы.

   Лизосома (греч. lysis — «растворение» и soma — «тело») — органоид, имеющий вид пузырька. Лизосомы наполнены специальными пищеварительными ферментами. Основная функция лизосом — внутриклеточное пищеварение. Продукты переваривания поступают в цитоплазму клетки.

   Митохондрия (греч. mitos — «нить» и chondrion — «зёрнышко», «крупинка») — небольшой органоид овальной формы. Стенка митохондрий образована двумя мембранами — наружной и внутренней. Внутренняя мембрана образует много складок, называемых кристами. Митохондрии имеют собственную ДНК и способны к делению. Эти органоиды участвуют в процессах кислородного дыхания. Энергию, которая высвобождается при этом, они преобразуют в форму, доступную для использования другими клеточными структурами. Поэтому митохондрии часто называют «энергетическими станциями» клетки.

   Пластида (греч. plastides — «создающий») — органоид, свойственный только растительным клеткам. Различают три вида пластид: зелёные — хлоропяасты, жёлтые и оранжевые — хромопласты и бесцветные — лейкопласты. Цвет пластид придаёт зелёную или красно-жёлтую окраску органам растений. Зелёный цвет хлоропластов обусловлен присутствием в них хлорофилла — основного фотосинтезирующего пигмента. На свету в пластитах протекает фотосинтез. По строению пластиды сходны с митохондриями: они окружены двойной мембраной, причём внутренняя образует много складчатых выростов — тилакоидов. Как и митохондрии, пластиды содержат собственную ДНК и способны к делению.

 

    Немембранные органоиды. Немембранными органоидами, образованными без участия мембран, являются рибосомы и микротрубочки. Рибосома («рибонуклеиновый» и греч. soma — «тело») — органоид, выполняющий «сборку» полимерной молекулы белка Количество рибосом в клетке огромно — от 10 тыс. у прокариот до сотен тысяч у эукариот. Каждая рибосома образуется из двух частей (субъединиц) — большой и малой, состоящих из молекул РНК и нескольких молекул белков. У эукариот рибосомы встречаются не только в цитоплазме, но и в митохондриях и хлоропластах. Функция рибосом — синтез белка. Обычно они объединяются в группы — полисомы.

    Во всех эукариотических клетках имеются полые цилиндрические структуры — микротрубочки. Из микротрубочек формируются некоторые органоиды, например клеточный центр.

    Клеточный центр (центр организации микротрубочек) определяет полюса делящейся клетки. В середине клеточного центра находятся два тельца, расположенные под углом друг к другу, — центриоли. Каждое из телец представляет собой цилиндр, состоящий из сросшихся микротрубочек. Клетки высших растений и большинства грибов центриолей не имеют.

    Микротрубочки играют роль своеобразных рельсов, по которым происходит перемещение различных клеточных органоидов. Так, они входят в состав веретена деления, обеспечивающего движение хромосом во время деления клетки. Кроме того, микротрубочки входят в состав органоидов движения — ресничек и жгутиков, характерных для некоторых клеток (например, инфузорий, сперматозоидов).

    Микротрубочки и белковые волокна образуют цитоскелет клетки, определяющий её форму и пространственную организацию.

 

Несмотря на свои чрезвычайно малые размеры, клетка является слож- Р ной биологической системой. Типичной клетки не существует, но у разнообразных клеток много общих признаков.

Таблица: Отличительные признаки растительной и животной клетки

Признаки

Растительная клетка

Животная клетка

Пластиды

Хлоропласты, хромопласты, лейкопласты

Отсутствует

Способ питания

Автотрофный (фототрофный, хемотрофный).

Гетеротрофный (сапротрофный, хемотрофный).

Синтез АТФ

В хлоропластах, митохондриях.

В митохондриях.

Расщепление АТФ

В хлоропластах и всех частях клетки, где необходимы затраты энергии.

В хлоропластах и всех частях клетки, где необходимы затраты энергии.

Клеточный центр

У низших растений.

Во всех клетках.

Целлюлозная клеточная стенка

Расположена снаружи от клеточной мембраны.

Отсутствует.

Включение

Запасные питательные вещества в виде зерен крахмала, белка, капель масла; в вакуоли с клеточным соком; кристаллы солей.

Запасные питательные вещества в виде зерен и капель (белки, жиры, углевод гликоген); конечные продукты обмена, кристаллы солей; пигменты.

Вакуоли

Крупные полости, заполненные клеточным соком – водным раствором различных веществ, являющихся запасными или конечными продуктами. Осмотические резервуары клетки.

Сократительные, пищеварительные, выделительные вакуоли. Обычно мелкие.

1.  Поясните, почему органоиды называют специализированными структурами клетки.

2.  Докажите, что клетка — это элементарная живая система (биосистема).

3.  Какое значение для жизнедеятельности растительной клетки имеет вакуоль? 

4.  Сравните функции митохондрии и рибосомы в клетке.