Вопрос 10. Митохондрии (см и эм). Функции митохондрий.

Митохондрии представляют собой двумембранные полуавтономные органеллы, обеспечивающие клетку энергией, получаемой благодаря процессам окисления и запасаемой в виде фосфатных связей АТФ. Митохондрии также участвуют в биосинтезе стероидов, окислении жирных кислот и синтезе нуклеиновых кислот (функции)

Митохондрии могут иметь эллиптическую, сферическую, палочковидную, нитевидную формы. В цитоплазме митохондрии могут располагаться диффузно, однако обычно они сосредоточены в участках максимального потребления энергии, например, вблизи ионных насосов, сократимых элементов (миофибрилл), органелл движения (аксонем спермия, ресничек), компонентов синтетического аппарата (цистерн ЭПС).

Митохондрии состоят из наружной и внутренней мембран, разделенных межмембранным пространством, и содержат митохондриальный матрикс, в который обращены складки внутренней мембраны – кристы.

Наружная митохондриальная мембрана напоминает плазмолемму. Она содержит много молекул специализированных транспортных белков (например, порин), которые формируют широкие гидрофильные каналы и обеспечивают ее высокую проницаемость, а также небольшое количество ферментных систем. На ней находятся рецепторы, распознающие белки, которые переносятся через обе митохондриальные мембраны в особых точках их контакта – зонах слипания.

Внутренняя митохондриальная мембрана отделена от наружной межмембранным пространством. Низкая проницаемость внутренней мембраны для мелких ионов имеет большое значение для функции митохондрий, так как она обеспечивает возможность создания электрохимического градиента. В состав мембраны входят:

• Транспортные белки

• Ферменты дыхательной цепи и сукцинатдегидрогеназаназа

• Комплекс АТФ-синтетазы

Кристы - складки внутренней мембраны толщиной 20 нм; располагаются чаще всего перпендикулярно длиннику митохондрии, но могут лежать и продольно. Их число и площадь пропорциональны активности митохондрии. На них происходит сопряжение процессов окисления и фосфорилирования. В области округлой головки F₁-частицы осуществляется синтез АТФ из АДФ.

Митохондриальный матрикс - гомогенное мелкозернистое вещество умеренной плотности, заполняющее полость митохондрии. В нём содержится несколько сотен различных ферментов, участвующих в ЦТК, окислении ЖК, ферментов белкового синтеза. В матриксе находятся также митохондриальные рибосомы, митохондриальные гранулы и митохондриальная ДНК.

Вопрос 11. Цитоскелет. Компоненты цитоскелета. Строение, эм, химичиский состав, функции.

Цитоскелет – сложная динамичная система микротрубочек, микрофиламентов, промежуточных филаментов и микротрабекул. Компоненты цитоскелета являются немембранными органеллами, и каждый из компонентов образует 3мерную сеть, которая взаимодействует с сетями из других компонентов. Они входят также в состав ряда других более сложно организованных органелл (ресничек, жгутиков, микроворсинок, клеточного центра) и клеточных соединений (десмосом, полудесмосом, опоясывающих десмосом).

1)Микротрубочки - наиболее крупные компоненты цитоскелета. Они представляют собой полые цилиндрические образования, имеющие форму трубочек, длиной до нескольких микрометров.

Стенка микротрубочки состоит из спиралевидно уложенных нитей - протофиламентов(1) толщиной 5 нм, образованных димерами из белковых молекул α- и β-тубулина.

Функции микротрубочек:

1. поддержание формы и полярности клетки, распределения ее компонентов

2. обеспечение внутриклеточного транспорта

3. обеспечение движения хромосом в митозе (образуют веретено деления)

4. образование основы других органелл (центриолей, ресничек, жгутиков)

Реснички (см вопрос 5)

Клеточный центр – немембранная органелла, образованная двумя полыми цилиндрическими структурами – центриолями, состоящими из 9 триплетов микротрубочек по периферии и полым центром. Они располагаются вблизи ядра во взаимно перпендикулярных плоскостях. При делении в клетке центриоли служат основой для формирования веретена деления, а их количество удваивается.

2)Микрофиламенты – тонкие белковые нити диаметром 5-7 нм, лежащие в цитоплазме поодиночке, в виде сетей ими пучками. Кортикальная (терминальная) сеть - зона сгущения микрофиламентов под плазмолеммой, характерная для большинства клеток. В этой сети микрофиламенты переплетены между собой и "сшиты" друг с другом с помощью особых белков, самым распространенным из которых является филамин. Кортикальная сеть препятствует резкой и внезапной деформации клетки при механических воздействиях и обеспечивает плавные изменения ее формы путем перестройки. Микрофиламенты более устойчивы к физическим и химическим воздействиям, чем микротрубочки.

Актин - основной белок микрофиламентов - встречается в моно-мерной форме (G-, или глобулярный актин), которая способна полимеризоваться в длинные цепи (F-, или фибриллярный актин)

Функции мирофиламентов:

1. Обеспечение функций, связанных с кортикальным слоем

2. Перемещение внутри цитоплазмы органелл

3. Обеспечение определенной жесткости клетки за счет наличия кортикальной сети, которая препятствует действию деформаций, но сама, перестраиваясь, способствует изменениям клеточной формы

4. Формирование сократимой перетяжки при цитотомии, завершающей клеточное деление

5. Образование основы микроворсинок

6. Участие в организации структуры межклеточных соединений

7. Обеспечение сократимости мышечных клеток (при взаимодействии с миозином)

3)Промежуточные филаменты - прочные и устойчивые в химическом отношении белковые нити толщиной около 10 нм (что является промежуточным значением между толщиной микротрубочек и микрофиламентов). Они встречаются в клетках разных тканей и располагаются в виде трехмерных сетей в различных участках цитоплазмы, окружают ядро, входят в состав десмосом и полудесмосом эпителиальных клеток, лежат по всей длине отростков нейронов. Промежуточные филаменты образованы нитевидными белковыми молекулами, сплетенными друг с другом наподобие каната. Функции:

1. Структурная

• Обеспечение равномерного распределения сил деформации

• Участие в образовании рогового вещества в эпителии кожи

• Поддержание формы отростков нервных клеток и фиксация трансмембраниых белков

• Удержание миофибрилл в мышечной ткани и прикрепление их к плазмолемме

4)Микротрабекулы - наименее изученная система цитоскелета, само существование которой оспаривается многими исследователями. Предполагают, что гри описанные выше системы филаментов пронизываются и объединяются некоей четвертой системой, названной микротрабекулярной сетью.