Основы цитологии
.pdf
Рис. 11. Схема строения лизосом и пероксисом: 1 –
первичная лизосома, 2 – эндосома, 3 – пищеварительная вакуоль, 4 – остаточное тельце, 5 – Комплекс Гольджи, 6 – пероксисома, 7 – цитолемма.
А.2.1.5. Пероксисомы (рис.8)– мембранные пузырьки диаметром 0,3-1,5 мкм, заполненные ферментами метаболизма перекиси водорода в клетке.
►Пероксисомы отшнуровываются от расширенных участков канальцев гладкой ЭПС.
►Функции пероксисом обеспечивают:
▬образование перекиси водорода – сильнейшего окислителя, который используется в целях дезинтоксикации (обезвреживания) конечных продуктов клеточного метаболизма.
▬разрушение «избытков» перекиси водорода, которая обладает токсическим действием на клетку.
40
► Особенно многочисленны пероксисомы в клетках печени и почек, где активно протекают процессы дезинтоксикации.
А.2.1.6. Рибосомы (рис. 12)– немембранные органеллы. ►Функционирующие рибосомы состоят из двух связанных субъединиц (большой и малой), образованных рибонуклеопротеидами. Размер рибосом не превышает 25 нм.
Рис. 12. Схема рибосомы: 1 – большая субъединица, 2 – малая субъединица.
►Образуются субъединицы рибосом в ядрышке, а их сборка происходит в цитоплазме.
►Часть рибосом располагается в гиалоплазме - свободные рибосомы, другие рибосомы связываются с мембранами шероховатой ЭПС - связанные рибосомы.
►Некоторые рибосомы объединяются в комлексы –
полисомы.
►Кроме цитоплазматических рибосом имеются митохондриальные рибосомы, которые кодируются
митохондриальной ДНК Часть рибосом находятся на наружной мембране кариолеммы (ядерная оболочка
см.ниже).
► Функции рибосом связаны с генетически запрограммированным внутриклеточным синтезом белка.
41
А.2.1.7. Центросома (клеточный центр) (рис. 13) – комплексный немембранный органоид, обладающий значительной динамичностью структуры.
► Центросома является частью цитоскелета (см.ниже).
Рис. 13. Схема клеточного центра: 1 – материнская центриоль, 2 – дочерняя центриоль, 3 –центросфера.
► Центросома состоит |
из двух центриолей (рис. |
14.) (материнской и дочерней) и центросферы. |
|
► Характеристики |
центросомы интерфазной |
(неделящейся) клетки: |
|
▬ расположена около ядра вблизи комплекса Гольджи и (рис.1);
▬ центриоли (материнская и дочерняя) составляют диплосому и представляют собой цилиндры (длина 0,3 мкм и диаметр 0,1 мкм), расположенные перпендикулярно друг к другу;
42
▬стенку каждого цилиндра составляют девять триплетов микротрубочек, построенных из тубулиновых белков;
▬к каждому триплету с наружной стороны присоединено сферическое белковое тельце – сателлит;
▬от сателлитов материнской центриоли в гиалоплазму отходят микротрубочки, которые формируют центросферу.
Рис. 14. Схема строения материнской центриоли: 1 –
триплеты тубулиновых белков, 2 - сателлит, 3 – микротрубочки.
►Характеристики центросомы делящейся клетки:
▬при подготовке клетки к митотическому делению происходит матричное удвоение
(дубликация) и расхождение центриолей по полюсам клетки;
43
▬на каждом полюсе клетки формируются своя диплосомная центриоль, которая участвуют в образовании центросферы и микротрубочек веретена деления;
▬микротрубочки прикрепляются к хромосомам и обеспечивают перемещение хромосом по полюсам, а также их распределение между дочерними клетками;
▬после завершения митоза центриоль каждой дочерней клетки приобретает характеристики интерфазной (см.выше).
►Функции центросом связаны с целым рядом внутриклеточных процессов:
▬индуцирование полимеризации тубулиновых белков и сборку микротрубочек; ▬ комплексирование (создание) компонентов цитоскелета ;
▬внутриклеточное перемещением хромосом при
митозе .
А.2.1.8. Цитоскелет – внутриклеточный трехмерный пространственный немебранный структурный комплекс (рис
15.).
► Цитоскелет включает |
в себя |
собственно |
цитоскелет, а также тубулярно – |
фибриллярные элементы |
|
кортекса, центросомы, микроресничек и микроворсинок.
► Основными структурными элементами цитоскелета являются
44
Рис. 15. Схема строения цитоскелета: 1 –
микротубулы цитоскелета, 2 – микрофиламенты цитоскелета, 2б – микрофиламенты кортекса цитоскелета, 3 клеточный центр, 4 – ядро, 5 – цитолемма.
Микротрубочки (микротубулы) и микрофиламенты (рис.
16).
►Характеристики микротрубочек:
▬представляют собой полые неветвящиеся цилиндры диаметром около 20 нм;
▬стенки цилиндров построены из молекул
тубулиновых белков;
▬первичный синтез тубулиновых белков осуществляется на свободных рибосомах, а пространственная сборка на центросомах и базальных тельцах;
▬структура микротрубочек обладает выраженной пространственной динамичностью за счет постоянно
45
текущих процессов полимеризации и деполимеризации тубулинов в составе их стенки.
Рис. 16. Схема строения элементов микротрубочек и микрофиламентов: 1а – микрофиламенты, поперечный срез, 1б – микрофиламенты, вид сбоку, 1в – объемный вид микрофиламентов, 2а – микротрубочки, поперечный срез, 2б
– микротрубочки, вид сбоку, 3в – объемный вид микротрубочек.
►Характеристики микрофиламентов:
▬ представляют собой нитчатые структуры диаметром 5 – 7 нм, которые собираются в микропучки и образуют в цитоплазме сетеобразные структуры различной степени сложности;
▬ построены из молекул сократительных белков (преимущественной из актина),
46
первичный синтез которых осуществляется на свободных рибосомах;
▬способны к активному АТФ - и кальцийзависимомому сокращению;
▬подвержены диссоциации (разборке под действием лизосомальных ферментов) и полимеризации при участии цитоплазматических актин-связывающих белков.
►Цитоскелет (рис. 16) осуществляет в клетке
локомоторную функцию. Она заключается:
▬в создании опорного клеточного каркаса;
▬в организации межклеточных контактов;
▬в поддержании и изменение формы клетки;
▬в обеспечении внутриклеточных транспортов и структурных
перемещений.
А.2.2. Включения – непостоянные структурные компоненты цитоплазмы, образующиеся в процессе клеточного метаболизма. Их количество зависит от функционального состояния клетки. Среди включений различают несколько структурно-функциональных типов.
•Трофические (капли липидов, белковые гранулы, глыбки гликогена);
•Пигментные (гемоглобин, билирубин, меланин, липофусцин);
•Секреторные (гранулы с синтезированными клеткой биологически активными веществами, подлежащими экзоцитозу с целью регуляции жизнедеятельности других клеток и тканей);
47
• Экскреторные (продукты клеточного метаболизма, подлежащие выведению с целью нейтрализации или уничтожения).
А.2.3. Гиалоплазма – коллоидный аморфный матрикс цитоплазмы, создающий специфическое микроокружение для клеточных структур и обеспечивающий их взаимодействие.
►Гиалоплазма состоит из связанной воды и биополимеров белковой, липидной и углеводной природы.
►Она способна менять своё агрегатное состояние, т.е. становиться более жидкой или более вязкой в зависимости от состояния жизнедеятельности клетки, а также проникновения в клетку чужеродных агентов.
►Функции гиалоплазмы:
▬создание постоянства внутриклеточной среды;
▬обеспечение условий для внутриклеточных транспортов и
перемещений;
▬интеграция органелл в функциональные
комплексы;
▬отложение запасных продуктов в виде включений
▬обменные процессы с внутриядерным и межклеточным веществом.
А.3. Ядро – является одной из основных структурных частей эукариотической клетки (рис. 13).
●Ядро содержит основной объем ДНК, которая является ключевым субстратом генетического аппарата.
48
●Как целостная структура ядро существует в клетке в период интерфазы митотического цикла.
● Основные функции ядра связаны с процессами
хранения, воспроизведения, передачи и реализации
наследственной информации.
Ядро состоит из структурных (кариолемма,
кариоскелет, хроматин, ядрышко,) и неструктурного (кариоплазма) компонентов.
А.3.1. Кариолемма – ядерная оболочка, отделяющая кариоплазму от цитоплазмы и обеспечивающая обмен между ними
► Кариолемма образована двумя биомембранами
(наружной и внутренней), разделенными
перинуклеарным пространством.
► В областях локальных слияний этих мембран имеются ядерные поры, соединяющие цитоплазму с содержимым ядра. Ядерные поры обеспечивают поступление молекул РНК и субъединиц рибосом из ядра в цитоплазму. В обратном направлении через них происходит активный транспорт синтезированных белков.
► На наружной мембране кариолеммы имеются
рибосомы.
► К внутренней мембране со стороны кариоплазмы плотно прикрепляется ядерная пластинка (ламина). Она построенная из опорных белковых филаментов, соединенных с кариоскелетом (см.ниже). Имеет важное значение в поддержании формы ядра, в создании пространственной организации ядерных пор и хроматина
49