По благословению Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Алексия II Автор С. Ю. Вертьянов ( E - mail : SergijV@ yandex. ru ) Под общей научной редакцией д.б.н. М. Г.

Хлорофилл разрушается, и в листьях ста­новятся видны каротиноиды, всегда присутствующие, но ле­том замаскированные хлорофиллом. В некоторых растениях, например, в моркови, лейкопласты превращаются в хромоп­ласты. Все эти превращения происходят только в одном на­правлении, необратимо. 1. Каковы строение и основные функции ЭПС? 2.

В каких группах клеток преобладают гладкие мембраны, шероховатые мембраны? 3. Во сколько раз площадь мембран ЭПС превосходит площадь внешней мембраны? Какой вывод о строении клетки можно сделать из этого соотношения? 4. Сравните строение и функции митохондрий и хлоропластов. Чем они похожи? 5.

Расскажите о взаимопревращениях пластид. § 10. Комплекс Гольджи, лизосомы, клеточный центр, органоиды движения, включения Комплекс Гольджи – универсальный мембранный органо­ид размером 5-10 мкм, который содержат все эукариотические клетки растений и животных. Его открыл в 1898 г. ита­льянский ученый К. Гольджи.

Этот органоид состоит из не­скольких приплюснутых полостей, множества пузырьков и трубочек. Структуры комплекса содержат в виде секрета, го­тового к выделению, синтезированные на мембранах эндоплазматической сети белки, углеводы, жиры и другие питатель­ные вещества. Эти соединения переносятся пузырьками ЭПС на обращенную к ядру поверхность комплекса Гольджи.

Все соединения покидают комплекс Гольджи с его внешней стороны и имеют метки из специальных молекул. В соответ­ствии с этими метками они либо транспортируются в межкле­точное пространство, либо доставляются к нуждающимся в них органоидам самой клетки. По этим меткам организм отличает служебные вещества от подлежащих переработке. Постоянный поток мембран с ЭПС на комплекс Гольджи и далее к внеш­ней плазматической мембране компенсируется эндоцитозом.

Самые крупные комплексы Гольджи имеют клетки желез внутренней секреции. Секреторные гранулы (пузырьки) комплекса Гольджи клеток поджелудочной железы выводят в межклеточное пространство гормон ин­сулин. Комплекс Гольджи. Показана последовательность взаимопревращения мембранных структур Пузырьки, содер­жащие мембранные белки и липиды, используются клеткой для регенерации (возобновления)

наружной плазматической мембраны и гликокаликса. Некото­рая часть липидов и по­лисахаридов, используе­мых клеткой и входящих в состав мембран, синте­зируется непосредственно на мембранах комплекса Гольджи. Из пузырьков с белками и полисахаридами формируется еще один органоид – лизосомы. Лизосомы (<греч. lysis растворение + soma тело) встречаются во всех клетках животных, растений и грибов.

Это самые ма­ленькие мембранные органоиды, их овальные тельца имеют раз­мер всего 0,1-0,4 мкм. Они содержат около 40 видов фермен­тов, способных расщеплять самые разные органические соеди­нения: нуклеиновые кислоты, белки, углеводы, жиры. Это могут быть как внеклеточные макромолекулы, так и вещества, синтезированные другими органоидами и уже выполнившие свою функцию. Стенки лизосом образованы мембранами.

В одноклеточных и примитивных многоклеточных суще­ствах лизосомы осуществляют внутриклеточное пищеваре­ние. Они подходят к фаго- или пиноцитозным пузырькам с пищей и сливаются с ними, образуя пищеварительную ваку­оль. Вещества, полученные в результате переваривания пи­щевой частицы, выходят через мембрану лизосом в цитоплаз­му и используются клеткой в различных химических и энер­гетических процессах.

Ферменты для лизосом синтезируют Рибосомы на шероховатой ЭПС. В случае недостатка пищи лизосомы способны переваривать Другие органоиды самой клетки, наименее важные для ее жиз­недеятельности. Каким образом лизосомы распознают органоиды, подлежащие разрушению, остается загадкой. Лизосомы способ­ны переваривать целые группы клеток организма. Примером их активной деятельности служит утрата хвоста у головас­тика, замена хрящевой ткани на костную в процессе роста.

Покровные ткани организмов состоят из отмирающих клеток с лизированными (разрушенными лизосомами) ядром и ци­топлазмой. Лизосомы, таким образом, обеспечивают клетку просты­ми органическими соединениями и устраняют ненужные ей компоненты – словом, активно участвуют во внутриклеточ­ной регенерации. Лизосомы выполняют еще и защитную функцию, разру­шая случайно попавшие в клетку чужеродные микроорганиз­мы и макромолекулы.

Обратим внимание на взаимодействие частей клетки. Из структур комплекса Гольджи формируются лизосомы. Обра­зуемые ими продукты расщепления являются материалом для синтеза соединений, составляющих все органоиды. Жиры и углеводы синтезируются ферментными комплексами гладкой ЭПС, белки – рибосомами шероховатой ЭПС. Комплекс Голь­джи упаковывает синтезируемые соединения и по мере необ­ходимости поставляет их органоидам, возобновляет мембра­ны и гликокаликс.

В клетках растений часть полезных со­единений синтезируют и накапливают пластиды. Все эти процессы обеспечиваются энергией молекул АТФ, синтезиру­емых в митохондриях (и пластидах растений). Таким образом, клетка представляет собой единую сис­тему, в которой тесно взаимосвязаны наружная плазмати­ческая мембрана, эндоплазматическая сеть, комплекс Голь­джи, лизосомы и другие органоиды. Клеточный центр.

Этот немембранный органоид располага­ется в уплотненном участке цитоплазмы вблизи ядра. Он со­стоит из двух цилиндриков длиной не более 1 мкм, называе­мых центриолями и расположенных перпендикулярно друг к другу. Центриоли состоят из 9 пучков, в каждом – по 3 мик­ротрубочки. Они играют важную роль в процессе деления клетки: с них начинается рост веретена деления.

Клеточный центр – самовоспроизводящийся органоид, перед делением клетки количество центриолей удваи­вается. При разрушении центриолей клетка теряет способность к делению. Клеточный центр играет ключевую роль в формировании белковых нитей и трубочек цитоскелета. Другая функция центриолей – участие в образовании жгутиков и ресничек. Клеточный центр В клетках высших растений центриолей нет, и на поверхности их клеток жгутики и реснички отсутствуют.

Центриоли входят в состав клеток живот­ных, водорослей и некоторых грибов. Органоиды движения. Клетки организмов находятся в постоянном движении. Перемещаются и сами клетки, и ор­ганоиды внутри них. Передвижение в жидкой среде многих одноклеточных – инфузории-туфельки, жгутиконосца, эвглены зеленой – осу­ществляется посредством жгутиков и ресничек.

На поверх­ности инфузории-туфельки около 15 000 ресничек. Слизистая оболочка позвоночных и человека покрыта множеством рес­ничек (до 1 млрд./см2). Они движутся в одном направлении и создают ток слизи, выводящий из организма твердые час­тицы, вирусы и бактерии. Нарушение этого механизма при­водит у человека к воспалению дыхательных путей и сред­него уха.

Жгутики и реснички существенно различаются по длине. При толщине около 0,25 мкм реснички имеют длину до 10 мкм, а жгутики – до 200 мкм. Жгутики и реснички формируют­ся на основе центриолей и имеют сходное с ними строение: внутри содержат пучки микротрубочек. Движение жгутиков и ресничек обусловлено взаимным скольжением микротрубо­чек, при этом затрачивается большое количество энергии хи­мических связей расщепляемой АТФ.

Жгутики и реснички находятся внутри выростов наружной плазматической мемб­раны. Собственной мембраны они не имеют и поэтому отно­сятся к немембранным органоидам. Многоклеточные животные и человек передвигаются с по­мощью сокращений клеток мышц. Осуществляются эти сокра­щения микронитями цитоскелета, состоящими из тысяч мо­лекул белка. Длина микронитей может достигать нескольких сантиметров при толщине всего 1 мкм.

Лимфоциты многоклеточных, а также амебы и некоторые другие простейшие перемещаются с помощью ложноножек – выростов, образующихся на пластичной поверхности клетки. Изменение геомет­рии осуществляется с помощью микро­трубочек цитоскелета. Микротрубочки являются динамической структурой – они быстро формируются и быстро рас­падаются, когда функция выполнена.

Строение жгутиков и ресничек Включения относят к непостоянным структурам клетки. Плотные включения в виде гранул содержат запасные пита­тельные вещества (крахмал, сахар, белки, жиры) или продук­ты жизнедеятельности, подлежащие удалению из клетки. Жидкие включения – вакуоли – имеют вид мембранных мешочков, содержащих растворы полезных веществ.

Яркая окраска лепестков фиалки, герани и примулы выз­вана накоплением пигментов в вакуолях их клеток. Другие растения синтезируют и накапливают в вакуолях горькие и ядовитые вещества, защищающие их от поедания хищника­ми. Стенки вакуолей в отличие от ядра и лизосом образова­ны одиночной мембраной (состоящей из двойного слоя липидов, как и все мембраны).