Ląstelių inkliuzai: struktūra ir funkcijos, medicininė ir biologinė reikšmė. II

Tiek augalų, tiek gyvūnų ląstelės nuo aplinkos yra atskirtos plazmine membrana. Kiekviena ląstelė susideda iš dviejų svarbių, neatsiejamai susijusių dalių – branduolio ir citoplazmos.

Korinis šerdis susideda iš apvalkalo, branduolio sulčių (nukleoplazmos), branduolio ir chromatino. Branduolinės membranos funkcinis vaidmuo yra atskirti ląstelės genetinę medžiagą (chromosomas) nuo citoplazmos ir reguliuoti dvišalę branduolio ir citoplazmos sąveiką. Branduolinių sulčių pagrindas yra baltymai. Branduolinės sultys sudaro vidinę branduolio aplinką, todėl atlieka svarbų vaidmenį užtikrinant genetinės medžiagos funkcionavimą.

Branduolys yra tankus apvalus kūnas, esantis branduolio sultyse. Ląstelės branduolyje, priklausomai nuo jos funkcinės būklės, branduolių skaičius svyruoja nuo 1 iki 5–7 ar daugiau. Branduolys nėra nepriklausoma ląstelės organelė. Jai trūksta membranos ir jis susidaro aplink chromosomos sritį, kurioje užkoduota ribosominių ribonukleino rūgščių (rRNR) struktūra. Ši sritis vadinama branduolio organizatoriumi; Ant jo sintetinama rRNR. Be rRNR kaupimosi, branduolyje susidaro ribosomos, kurios vėliau pereina į citoplazmą.

Chromatinas pateikiamas gumulėlių, granulių ir į tinklą panašių struktūrų pavidalu, kurios lengvai nudažomos kai kuriais dažais. Chromatino sudėtyje yra dezoksiribonukleino rūgščių (DNR) ir baltymų, jis susideda iš susisukusių ir sutankintų chromosomų sričių.

IN citoplazma atskirti pagrindinę medžiagą (matricą), organelius ir inkliuzus. Pagrindinė citoplazmos medžiaga užpildo erdvę tarp ląstelės membranos, branduolio apvalkalo ir kitų tarpląstelinių struktūrų. Ji formuoja vidinę ląstelės aplinką, kuri vienija visas tarpląstelines struktūras ir užtikrina jų sąveiką.

Organelės yra nuolatinės citoplazmos struktūros, atliekančios gyvybines funkcijas ląstelėje. Yra organelių, būdingų visoms ląstelėms - tai mitochondrijos, ląstelių centras, Golgi aparatas, endoplazminis tinklas, ribosomos, lizosomos, peroksisomos, ir yra organelių, būdingų tik tam tikro tipo ląstelėms, pavyzdžiui, atsakingas už raumenų dažymą, už trachėjos ir bronchų epitelio blakstienas.

Inkliuzai yra gana nestabilūs citoplazmos komponentai, kurie tarnauja kaip rezervinės maistinės medžiagos (riebalai, glikogenas) ir yra produktai, kuriuos būtina pašalinti iš ląstelės (sekrecijos granulės), balastinės medžiagos (kai kurie pigmentai).

51. Ląstelių ciklas

Reguliarūs ląstelės struktūrinių ir funkcinių savybių pokyčiai laikui bėgant sudaro ląstelės gyvavimo ciklo (ląstelių ciklo) turinį. Ląstelių ciklas - tai ląstelės egzistavimo laikotarpis nuo jos susiformavimo dalijantis motininei ląstelei iki jos pačios dalijimosi arba mirties. Svarbus ląstelės ciklo komponentas yra mitozinis ciklas – tarpusavyje susijusių ir laiko atžvilgiu koordinuotų įvykių kompleksas, vykstantis ruošiant ląstelę dalijimuisi ir paties dalijimosi metu. Be to, į gyvavimo ciklą įeina laikotarpis, per kurį ląstelė atlieka specifines funkcijas, taip pat poilsio laikotarpiai. Poilsio laikotarpiais tiesioginis ląstelės likimas nenustatytas: ji gali arba pradėti ruoštis mitozei, arba pradėti specializaciją tam tikra funkcine kryptimi.

Mitozė - ląstelių dalijimosi metodas, užtikrinantis identišką genetinės medžiagos pasiskirstymą tarp dukterinių ląstelių ir chromosomų tęstinumą daugelyje ląstelių kartų.

Pasibaigus mitozei, ląstelė gali patekti į pasirengimo DNR sintezei laikotarpį. Šiuo laikotarpiu ląstelėje intensyviai sintetinama RNR ir baltymai, didėja DNR biosintezėje dalyvaujančių fermentų aktyvumas. Pasibaigus paruošimo fazei, ląstelėje prasideda DNR sintezė arba jos reduplikacija – padvigubėjimas. DNR sintezės trukmė – mitozinio ciklo S fazė – įvairiose ląstelėse skiriasi: nuo kelių minučių bakterijose iki 6-12 valandų žinduolių ląstelėse.

Pasibaigus DNR sintezei, ląstelė, kaip taisyklė, iškart nepradeda dalytis. Per šį laikotarpį ląstelės paruošimas mitozei baigiamas. Norint atlikti mitozinį ląstelių dalijimąsi, taip pat reikalingi kiti parengiamieji procesai, įskaitant centriolių dubliavimą, baltymų, iš kurių yra sudarytas achromatino velenas, sintezę ir ląstelių augimo užbaigimą. Ląstelei patekus į mitozę, pasikeičia jos funkcinis aktyvumas: sustoja ameboidinis judėjimas pirmuoniuose ir aukštesniųjų gyvūnų leukocituose; skysčių absorbcija ir susitraukiančių vakuolių aktyvumas amebose; Specifinės ląstelių struktūros dažnai išnyksta (pavyzdžiui, epitelio ląstelių blakstienos).

Citoplazma- privaloma ląstelės dalis, uždaryta tarp plazminės membranos ir branduolio ir atstovaujanti sudėtingam heterogeniniam ląstelės struktūriniam kompleksui, kurį sudaro:

Citoplazmos cheminė sudėtis yra įvairi. Jo pagrindas yra vanduo (60-90% visos citoplazmos masės). Citoplazmoje gausu baltymų (10-20%, kartais iki 70% ar daugiau sausos masės), kurie sudaro jos pagrindą. Be baltymų, citoplazmoje gali būti riebalų ir į riebalus panašių medžiagų (2-3%), įvairių organinių ir neorganinių junginių (po 1,5%). Citoplazma yra šarminė

Vienas iš būdingų citoplazmos bruožų yra nuolatinis judėjimas ( ciklozė). Jis aptinkamas pirmiausia dėl ląstelių organelių, tokių kaip chloroplastai, judėjimo. Jei citoplazmos judėjimas sustoja, ląstelė miršta, nes tik nuolat judėdama ji gali atlikti savo funkcijas.

Pagrindinė citoplazmos medžiaga yra hialoplazma(bazinė plazma, citoplazminė matrica) yra bespalvis, gleivėtas, tirštas ir skaidrus koloidinis tirpalas. Būtent jame vyksta visi medžiagų apykaitos procesai, užtikrinamas branduolio ir visų organelių tarpusavio ryšys. Skystoji hialoplazmos dalis yra tikras jonų ir mažų molekulių tirpalas, kuriame yra suspenduotos didelės baltymų ir RNR molekulės. Priklausomai nuo skysčio dalies arba didelių molekulių dominavimo hialoplazmoje, išskiriamos dvi hialoplazmos formos:

Tarp jų galimi abipusiai perėjimai: gelis lengvai virsta solu ir atvirkščiai.

Organoidai (organelės) – nuolatinės ląstelių struktūros, užtikrinančios, kad ląstelė atliktų specifines funkcijas. Kiekviena organelė turi specifinę struktūrą ir atlieka tam tikras funkcijas. Atsižvelgiant į konstrukcijos ypatybes, yra:

¨ membranos organelės - turinčios membraninę struktūrą ir gali būti:

¨ vienos membranos (endoplazminis tinklas, Golgi aparatas, lizosomos, augalų ląstelių vakuolės);

¨ dviguba membrana (mitochondrijos, plastidai);

¨ nemembraniniai organeliai - be membranos struktūros (chromosomos, ribosomos, ląstelių centras ir centrioliai, blakstienos ir žiuželės su baziniais kūnais, mikrovamzdeliai, mikrofilamentai).

Yra visoms ląstelėms bendrų organelių – mitochondrijos, ląstelių centras, Golgi aparatas, ribosomos, endoplazminis tinklas, lizosomos. Jie vadinami bendros svarbos organoidai. Yra organelių, būdingų tik tam tikro tipo ląstelėms, kurios specializuojasi atlikti tam tikrą funkciją (pavyzdžiui, miofibrilės, kurios užtikrina raumenų skaidulų susitraukimą). Jie vadinami specialūs organoidai.

Vienos membranos organelė, kuri yra membranų, sudarančių rezervuarus ir kanalus, sujungtų viena su kita ir ribojančių vieną vidinę erdvę, sistema - ER ertmė. Membranos, viena vertus, yra sujungtos su išorine citoplazmine membrana, kita vertus, su išoriniu branduolinės membranos apvalkalu. ER pasiekia didžiausią vystymąsi ląstelėse, kurių metabolizmas intensyvus. Vidutiniškai jis sudaro nuo 30 iki 50% viso ląstelių tūrio.

Yra trys EPR tipai:

EPR funkcijos:

Sluoksniu kompleksas, Golgi kompleksas (284 pav.). Vienos membranos organelė, paprastai esanti šalia ląstelės branduolio (gyvūnų ląstelėse, dažnai netoli ląstelės centro). Atstovauja suploto krūva tankai išsiplėtusiais kraštais, su kuriais siejama mažų vienamembranių pūslelių (Golgi pūslelių) sistema. Kiekvieną krūvą paprastai sudaro 4-6 bakai. Golgi krūvelių skaičius ląstelėje svyruoja nuo vieno iki kelių šimtų.

Golgi pūslelės daugiausia susitelkusios greta ER esančioje pusėje ir kaminų periferijoje. Manoma, kad jie perneša baltymus ir lipidus į Golgi aparatą, kurio molekulės, judančios iš rezervuaro į baką, chemiškai modifikuojamos. Svarbiausia Golgi komplekso funkcija – įvairių sekretų (fermentų, hormonų) pašalinimas iš ląstelės, todėl jis gerai vystosi sekrecinėse ląstelėse. Golgi aparatas turi dvi skirtingas puses:

Išorinė Golgi aparato dalis nuolat suvartojama dėl pūslelių išsiskyrimo, o vidinė dalis palaipsniui formuojasi dėl ER veiklos.

Golgi aparato funkcijos:

Mažiausios vienamembranės ląstelių organelės, kurios yra 0,2-0,8 mikrono skersmens pūslelės, turinčios apie 40 hidrolizinių fermentų (proteazių, lipazių, nukleazių, fosfatazių), aktyvių silpnai rūgščioje aplinkoje (285 pav.). Lizosomų susidarymas vyksta Golgi aparate, kur jame susintetinti fermentai atkeliauja iš ER. Medžiagų skaidymas naudojant fermentus vadinamas lizės, taigi ir organoido pavadinimas.

Yra:

į ląstelę patenkančių medžiagų fermentacija ir lizė (todėl jos dažnai vadinamos virškinimo vakuolėmis):

¨ Virškinimo produktus absorbuoja ląstelės citoplazma, tačiau dalis medžiagos lieka nesuvirškinta. Antrinė lizosoma, kurioje yra šios nesuvirškintos medžiagos, vadinama likutinis kūnas. Egzocitozės būdu iš ląstelės pašalinamos nesuvirškintos dalelės.

¨ Antrinė lizosoma, virškinanti atskirus ląstelės komponentus, vadinama autofagijos vakuolė. Naikinamos ląstelės dalys yra apsuptos viena membrana, dažniausiai atskiriama nuo lygiosios ER, o vėliau susidaręs membraninis maišelis susilieja su pirmine lizosoma, todėl susidaro autofaginė vakuolė.

Kartais ląstelių savęs sunaikinimas vyksta dalyvaujant lizosomoms. Šis procesas vadinamas autolizė. Dažniausiai tai įvyksta tam tikrų diferenciacijos procesų metu (pavyzdžiui, kremzlinio audinio pakeitimas kauliniu audiniu, varlės buožgalvio uodegos išnykimas).

Lizosomų funkcijos:

Dvigubos membranos eukariotinės ląstelės organelės, aprūpinančios organizmą energija (286 pav.). Jie yra strypo formos, sriegio formos, sferiniai, spiraliniai, puodelio formos ir kt. forma. Mitochondrijų ilgis yra 1,5-10 µm, skersmuo - 0,25-1,00 µm.

Mitochondrijų skaičius ląstelėje yra labai įvairus – nuo 1 iki 100 tūkst., ir priklauso nuo jos metabolinio aktyvumo. Mitochondrijų skaičius gali padidėti dalijantis, nes šios organelės turi savo DNR.

Išorinė mitochondrijų membrana yra lygi, vidinėje membranoje susidaro daugybė invaginacijų (gūbrių) arba vamzdinių ataugų - cristae, kurios turi griežtai specifinį pralaidumą ir aktyvias transportavimo sistemas. Kritų skaičius gali skirtis nuo kelių

suplūsta iki kelių šimtų ir net tūkstančių, priklausomai nuo ląstelės funkcijų.

Jie padidina vidinės membranos paviršių, ant kurio yra multifermentinės sistemos, dalyvaujančios ATP molekulių sintezėje.

Vidinėje membranoje yra du pagrindiniai baltymų tipai:

Išorinė membrana nuo vidinės yra atskirta tarpmembranine erdve.

Vidinė mitochondrijų erdvė užpildyta vienalyte medžiaga - matrica. Matricoje yra apskritos mitochondrijų DNR molekulės, specifinė mRNR, tRNR ir ribosomos (prokariotinis tipas), kurios vykdo autonominę dalies baltymų, sudarančių vidinę membraną, biosintezę. Tačiau dauguma mitochondrijų genų persikėlė į branduolį, o daugelio mitochondrijų baltymų sintezė vyksta citoplazmoje. Be to, jame yra fermentų, kurie sudaro ATP molekules. Mitochondrijos gali daugintis skildamos arba atsiskirdamos mažiems fragmentams.

Mitochondrijų funkcijos:

Ne membraniniai organeliai, randami visų organizmų ląstelėse. Tai mažos organelės, vaizduojamos maždaug 20 nm skersmens rutuliškomis dalelėmis (287 pav.). Ribosomos susideda iš dviejų nevienodo dydžio subvienetų – didelio ir mažo, ant kurių jos yra

gali atsiriboti. Ribosomose yra baltymų ir ribosominės RNR (rRNR). rRNR molekulės sudaro 50–63% ribosomos masės ir sudaro jos struktūrinį karkasą. Dauguma baltymų yra specifiškai susieti su tam tikrais rRNR regionais. Kai kurie baltymai į ribosomas patenka tik baltymų biosintezės metu.

Yra du pagrindiniai ribosomų tipai: eukariotinės (su nusėdimo konstantomis visai ribosomai – 80S, mažas subvienetas – 40S, didelės – 60S) ir prokariotinės (atitinkančios

70S, 30S, 50S). Eukariotų ribosomose yra 4 rRNR molekulės ir apie 100 prokariotų – 3 rRNR molekulės ir apie 55 baltymų molekulės.

Priklausomai nuo vietos ląstelėje, yra

Baltymų biosintezės metu ribosomos gali „dirbti“ atskirai arba susijungti į kompleksus - poliribosomos (polisomos). Tokiuose kompleksuose jie yra sujungti vienas su kitu viena mRNR molekule.

Eukariotinės ribosomos susidaro branduolyje. Pirmiausia nukleolinėje DNR sintetinamos rRNR, kurios vėliau padengiamos ribosominiais baltymais, ateinančiais iš citoplazmos, suskaldomi iki reikiamo dydžio ir sudaro ribosominius subvienetus. Branduolyje nėra visiškai susiformavusių ribosomų. Subvienetai susijungia į visą ribosomą citoplazmoje, dažniausiai baltymų biosintezės metu.

Vienas iš skiriamųjų eukariotinės ląstelės bruožų yra tai, kad jos citoplazmoje yra skeleto darinių mikrotubulių ir baltymų pluoštų pluoštų pavidalu. Citoskeleto elementai, glaudžiai susiję su išorine citoplazmine membrana ir branduolio apvalkalu, sudaro sudėtingus pynimus citoplazmoje.

Citoskeletą sudaro mikrotrabekulinė sistema, mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai.

Citoskeletas lemia ląstelės formą, dalyvauja ląstelės judėjime, pačios ląstelės dalijime ir judėjime, organelių ir atskirų junginių pernešime į ląstelę. Mikrofilamentai taip pat tarnauja kaip ląstelių sustiprinimas.

Mikrotrabekulinė sistema – tai plonų fibrilių – trabekulių (skersinių) tinklas, kurio galų susikirtimo ar jungimosi vietose išsidėsčiusios ribosomos.

Mikrotrabekulinė sistema yra dinamiška struktūra: pasikeitus sąlygoms, ji gali suirti ir vėl susikomplektuoti.

Mikrotrabekulinės gardelės funkcijos:

Mikrotubulo sienelę daugiausia sudaro baltymo tubulino spiraliniai subvienetai. Manoma, kad matricos (mikrovamzdelių organizatoriaus) vaidmenį gali atlikti centrioliai, baziniai žvynelių ir blakstienų kūnai bei chromosomų centromerai.

Mikrotubulų funkcijos:

Centrolė yra cilindras (0,3 µm ilgio ir 0,1 µm skersmens), kurio sienelę sudaro devynios trijų susiliejusių mikrovamzdelių grupės (9 tripletai), tam tikrais intervalais sujungtų kryžminėmis jungtimis. Dažnai centrioliai sujungiami į poras, kur jie yra stačiu kampu vienas kito atžvilgiu. Jei centriolė yra blakstienų arba žvynelių apačioje, tada ji vadinama bazinis kūnas.

Beveik visos gyvūnų ląstelės turi centriolių porą, kurios yra vidurinis elementas centrosomos, arba ląstelių centras(288 pav.). Prieš dalijimąsi centrioliai nukrypsta į priešingus polius ir šalia kiekvieno iš jų

atsiranda dukterinė centriolė. Iš centriolių, esančių skirtinguose ląstelės poliuose, susidaro mikrovamzdeliai, kurie auga vienas kito link. Jie sudaro mitozinį veleną, kuris skatina vienodą genetinės medžiagos pasiskirstymą tarp dukterinių ląstelių, ir yra citoskeleto organizavimo centras. Kai kurie verpstės siūlai yra prijungti prie chromosomų. Aukštesniųjų augalų ląstelėse ląstelių centras centriolių neturi.

Centrioliai yra savaime besidauginančios citoplazmos organelės. Jie atsiranda dėl esamų dubliavimo. Tai atsitinka, kai centrioliai atsiskiria. Nesubrendusiame centriole yra 9 pavieniai mikrovamzdeliai; Matyt, kiekvienas mikrotubulas yra šablonas, skirtas subrendusiam centriolei būdingiems tripletams surinkti.

Tai maždaug 0,25 mikrono storio į plaukus panašios struktūros, sukonstruotos iš mikrovamzdelių, kurios eukariotuose yra padengtos blakstienomis.

Blakstienos ir žvyneliai yra daugelio tipų ląstelių judėjimo organelės. Dažniausiai blakstienos ir žvyneliai randami bakterijose, kai kuriuose pirmuoniuose, zoosporose ir spermatozoiduose. Bakterinės žvynelinės turi kitokią struktūrą nei eukariotinės žvyneliai.

Blakstienos ir žvyneliai susidaro iš devynių porinių mikrotubulių, kurie sudaro membrana padengto cilindro sienelę; jo centre yra du pavieniai mikrovamzdeliai. Ši 9+2 tipo struktūra būdinga beveik visų eukariotinių organizmų – nuo pirmuonių iki žmonių – blakstienoms ir žvyneliams.

Blakstienas ir žvynelius citoplazmoje stiprina baziniai kūnai, esantys šių organelių pagrindu. Kiekvienas bazinis kūnas susideda iš devynių mikrotubulių trynukų, jo centre nėra mikrovamzdelių.

Mikrofilamentai yra vaizduojami 6 nm skersmens siūlais, sudarytais iš aktino baltymo, artimo raumenų aktinui. Aktinas sudaro 10-15% visų ląstelių baltymų. Daugumoje gyvūnų ląstelių tiesiai po plazmos membrana susidaro tankus aktino gijų ir susijusių baltymų tinklas. Šis tinklas suteikia ląstelės paviršiaus sluoksniui mechaninį stiprumą ir leidžia ląstelei keisti formą bei judėti.

Be aktino, ląstelėje randama ir miozino gijų. Tačiau jų skaičius yra daug mažesnis. Aktino ir miozino sąveika sukelia raumenų susitraukimą.

Mikrofilamentai yra susiję su visos ląstelės ar atskirų jos struktūrų judėjimu joje. Kai kuriais atvejais judėjimą užtikrina tik aktino gijos, kitais – aktinas kartu su miozinu.

Inkliuzai yra laikini citoplazmos komponentai, kartais atsirandantys, o kartais išnykstantys. Paprastai jie yra ląstelėse tam tikrais gyvenimo ciklo etapais. Intarpų specifiškumas priklauso nuo atitinkamų audinių ląstelių ir organų specifiškumo. Inkliuzai daugiausia randami augalų ląstelėse. Jie gali atsirasti hialoplazmoje, įvairiose organelėse, rečiau – ląstelės sienelėje.

Funkciškai įtraukimai yra:

Tai dažniausiai pasitaikantys augalų ląstelių intarpai. Krakmolas augaluose laikomas tik krakmolo grūdelių pavidalu.

Jie susidaro tik gyvų ląstelių plastidų stromoje. Fotosintezės metu susidaro žali lapai asimiliacija, arba pirminis krakmolo. Asimiliacinis krakmolas nesikaupia lapuose ir, greitai hidrolizuodamas į cukrų, suteka į augalo dalis, kuriose jis kaupiasi. Ten jis vėl virsta krakmolu, kuris vadinamas antraeilis. Antrinis krakmolas taip pat susidaro tiesiogiai gumbuose, šakniastiebiuose, sėklose, tai yra, kur jis laikomas. Tada jie jam paskambina atsarginis. Krakmolą kaupiantys leukoplastai vadinami amiloplastai.

Ypač daug krakmolo turi sumedėjusių augalų sėklos, požeminiai ūgliai (stiebagumbiai, svogūnėliai, šakniastiebiai), sumedėjusių augalų šaknų ir stiebų laidžių audinių parenchima.

Aptinkama beveik visose augalų ląstelėse. Sėklos ir vaisiai juose yra turtingiausi. Riebaliniai aliejai lipidų lašelių pavidalu yra antra pagal svarbą rezervinių maistinių medžiagų forma (po krakmolo). Kai kurių augalų (saulėgrąžų, medvilnės ir kt.) sėklos gali sukaupti iki 40% aliejaus pagal sausosios medžiagos svorį.

Lipidų lašeliai, kaip taisyklė, kaupiasi tiesiai hialoplazmoje. Tai sferiniai kūnai, dažniausiai submikroskopinio dydžio.

Lipidų lašeliai gali kauptis ir leukoplastuose, kurie vadinami elaioplastai.

Baltymų inkliuzai susidaro įvairiose ląstelių organelėse įvairių formų ir struktūrų amorfinių arba kristalinių nuosėdų pavidalu. Dažniausiai kristalų galima rasti branduolyje – nukleoplazmoje, kartais perinuklearinėje erdvėje, rečiau hialoplazmoje, plastidinėje stromoje, ER cisternų tęsiniuose, peroksisominėje matricoje ir mitochondrijose. Vakuolėse yra ir kristalinių, ir amorfinių baltymų inkliuzų. Didžiausi baltymų kristalų kiekiai randami sausų sėklų laikymo ląstelėse vadinamųjų formų aleuronasgrūdai arba baltyminiai kūnai.

Sandėliavimo baltymus sintezuoja ribosomos sėklų vystymosi metu ir nusėda į vakuoles. Kai sėklos sunoksta, kartu su dehidratacija, baltymų vakuolės išdžiūsta ir baltymai kristalizuojasi. Dėl to subrendusioje sausoje sėkloje baltymų vakuolės virsta baltymų kūnais (aleurono grūdeliais).

Inkliuzai, susidarę vakuolėse, dažniausiai iš lapų ar žievės ląstelių. Tai yra pavieniai kristalai arba įvairių formų kristalų grupės.

Jie yra galutiniai ląstelių veiklos produktai, susidarę kaip kalcio pertekliaus pašalinimo iš medžiagų apykaitos prietaisas.

Be kalcio oksalato, ląstelėse gali kauptis kalcio karbonato ir silicio dioksido kristalai.

Šerdis

Svarbiausias eukariotinių ląstelių komponentas. Ląstelė be branduolio neegzistuoja ilgą laiką. Šerdis taip pat nepajėgi savarankiškai egzistuoti.

Dauguma ląstelių turi vieną branduolį, tačiau randama ir daugiabranduolių (daugelyje pirmuonių, stuburinių gyvūnų skeleto raumenyse). Šerdžių skaičius gali siekti kelias dešimtis. Kai kurios labai specializuotos ląstelės praranda branduolį (raudonieji kraujo kūneliai žinduolių ir sieto vamzdelių ląstelės gaubtasėkliuose).

Ląstelių branduolių forma ir dydis yra įvairūs. Paprastai šerdies skersmuo yra nuo 3 iki 10 µm. Forma daugeliu atvejų yra susijusi su forma

ląstelių, bet dažnai nuo jo skiriasi. Paprastai jis yra sferinės arba ovalios formos, rečiau gali būti segmentuotas, fusiformas.

Pagrindinės branduolio funkcijos yra šios:

Į šerdį įeina (289 pav.):

Branduolys nuo likusios citoplazmos yra atskirtas branduolio apvalkalu, susidedančiu iš dviejų tipinės struktūros membranų. Tarp membranų yra siauras tarpas, užpildytas pusiau skysta medžiaga - perinuklearinė erdvė. Kai kuriose vietose abi membranos susilieja viena su kita, sudarydamos branduolines poras, per kurias vyksta medžiagų apykaita tarp branduolio ir citoplazmos. Medžiagos taip pat gali patekti iš branduolio į citoplazmą ir atgal dėl branduolinės membranos invaginacijų ir ataugų išsiskyrimo.

Nepaisant aktyvaus metabolizmo, branduolinis apvalkalas suteikia branduolinių sulčių ir citoplazmos cheminės sudėties skirtumus, būtinus normaliam branduolinių struktūrų funkcionavimui. Išorinė branduolio membrana pusėje, nukreiptoje į citoplazmą, yra padengta ribosomomis, todėl vidinė membrana yra lygi. Branduolinis apvalkalas yra ląstelės membranos sistemos dalis. Išorinės branduolio membranos ataugos jungiasi su endoplazminio tinklo kanalais, sudarydamos vieną komunikacinių kanalų sistemą.

Karioplazma- vidinis branduolio turinys. Tai į gelį panaši matrica, kurioje yra chromatinas ir vienas ar daugiau branduolių. Branduolinės sulos sudėtis apima įvairius baltymus (įskaitant branduolinius fermentus), laisvuosius nukleotidus, taip pat branduolio ir chromatino atliekas.

Trečioji ląstelės branduoliui būdinga struktūra yra branduolys, kuris yra apvalus tankus kūnas, panardintas į branduolio sultis. Branduolių skaičius priklauso nuo branduolio funkcinės būklės ir gali būti nuo 1 iki 5–7 ar daugiau (net toje pačioje ląstelėje). Branduoliai randami tik nesidalijančiuose branduoliuose, jie išnyksta mitozės metu ir vėl atsiranda pasibaigus dalijimuisi. Branduolys nėra savarankiška branduolio struktūra. Jis susidaro dėl koncentracijos tam tikroje karioplazmos srityje chromosomų sekcijų, kuriose yra informacija apie rRNR struktūrą. Šios chromosomų sritys vadinamos branduolių organizatoriai. Juose yra daugybė genų, koduojančių rRNR, kopijų. Kadangi branduolyje rRNR sintezės ir ribosomų subvienetų susidarymo procesas vyksta intensyviai, galime teigti, kad branduolys yra rRNR ir ribosomų sankaupa skirtingose formavimosi stadijose.

Chromatinas vadinami gumulėliais, granulėmis ir į tinklą panašiomis branduolio dariniais, kurie intensyviai nusidažę kai kuriais dažais ir savo forma skiriasi nuo branduolio. Chromatinas yra DNR molekulės, sujungtos su baltymais, vadinamais histonais. Priklausomai nuo spiralizacijos laipsnio, yra:

Chromatinas yra genetinės medžiagos egzistavimo forma nesidalijančiose ląstelėse ir suteikia galimybę padvigubinti ir įgyvendinti joje esančią informaciją.

Ląstelių dalijimosi metu DNR spiralės ir chromatino struktūros sudaro chromosomas.

Chromosomos yra nuolatiniai ląstelės branduolio komponentai, turintys ypatingą organizaciją, funkcinį ir morfologinį specifiškumą, galintys savaime daugintis ir išsaugoti savybes per visą ontogenezę. Chromosomos yra tankios, intensyviai nudažytos struktūros (taigi ir jų pavadinimas). Pirmieji juos atrado Flemingas (1882 m.) ir Strasburgeris (1884 m.). Terminą „chromosoma“ Waldeyer pasiūlė 1888 m.

Chromosomų funkcijos:

Pagrindiniai cheminiai chromosomų komponentai yra DNR (40%) ir baltymai (60%). Pagrindinis chromosomų komponentas yra DNR, nes paveldima informacija yra užkoduota jos molekulėse, o baltymai atlieka struktūrines ir reguliavimo funkcijas.

Yra dvi pagrindinės chromosomų formos, apsiribojančios tam tikromis mitozinio ciklo fazėmis ir periodais:

Chromosomų pertvarkymas vyksta spiralizacijos (kondensacijos) arba despiralizacijos (dekondensacijos) procese. Nesiskiriančiose ląstelėse chromosomos yra dekondensuotos, nes tik tokiu atveju galima nuskaityti jose esančią informaciją. Ląstelių dalijimosi metu spiralizacija pasiekia tankų paveldimos medžiagos pakavimą, kuris yra svarbus chromosomų judėjimui mitozės metu. Bendras žmogaus ląstelės DNR ilgis siekia 2 metrus, tačiau bendras visų ląstelės chromosomų ilgis – tik 150 mikronų.

Visa informacija apie chromosomas buvo gauta iš metafazių chromosomų tyrimo. Kiekviena metafazinė chromosoma susideda iš dviejų chromatidas, kurios yra dukterinės chromosomos (290 pav.). Jie atsiskiria mitozės metu į dukterines ląsteles ir tampa nepriklausomomis chromosomomis. Chromatidės- labai spirale susiformavusios identiškos DNR molekulės

atsirandantys dėl replikacijos. Jie yra sujungti vienas su kitu pirminio susiaurėjimo srityje ( centromerai), prie kurios pritvirtintos veleno gijos. Fragmentai, į kuriuos pirminis susiaurėjimas padalija chromosomą, vadinami pečių ir chromosomos galai - telomerų. Telomerai apsaugo chromosomų galus nuo sulipimo ir taip padeda išlaikyti chromosomų vientisumą. Priklausomai nuo centromeros vietos, jos skiriamos (291 pav.):

Kai kurios chromosomos turi antriniai susiaurėjimai, atsirandančios nepilnos chromatino kondensacijos srityse. Jie yra branduolių organizatoriai. Kartais antrinis susiaurėjimas yra labai ilgas ir atskiria nedidelę dalį nuo pagrindinės chromosomos kūno dalies. palydovas. Tokios chromosomos vadinamos palydovas.

Chromosomos turi individualių savybių: ilgio, centromeros padėties, formos.

Kiekvieno tipo gyvų organizmų ląstelėse yra tam tikras ir pastovus chromosomų skaičius. Vienos ląstelės branduolio chromosomos visada yra suporuotos. Kiekvieną porą sudaro chromosomos, kurių dydis, forma ir pirminio ir antrinio susiaurėjimo padėtis yra vienodi. Tokios chromosomos vadinamos homologiškas. Žmonės turi 23 poras homologinių chromosomų. Somatinės ląstelės chromosomų rinkinio kiekybinių (skaičius ir dydis) ir kokybinių (forma) savybių rinkinys vadinamas kariotipas. Chromosomų skaičius kariotipe visada yra lygus, nes somatinės ląstelės turi dvi vienodos formos ir dydžio chromosomas: viena yra tėvo, kita - motinos. Chromosomų rinkinys visada yra specifinis rūšiai, tai yra, jis būdingas tik tam tikram organizmo tipui. Jei chromosomos ląstelių branduoliuose sudaro homologines poras, tai toks chromosomų rinkinys vadinamas diploidas(dvigubas) ir pažymėkite - 2n. DNR kiekis, atitinkantis diploidinį chromosomų rinkinį, žymimas 2c. Somatinėms ląstelėms būdingas diploidinis chromosomų rinkinys. Lytinių ląstelių branduoliuose kiekviena chromosoma pavaizduota vienaskaita. Šis chromosomų rinkinys vadinamas haploidas(viengubas) ir žymimas - n. Žmonėms diploidiniame rinkinyje yra 46 chromosomos, o haploidiniame - 23.

Ne membranos organelės:

MITOCHONDRIJA

(mitos - siūlas; chondras - grūdas)

Atidarytas praėjusio amžiaus pabaigoje. Naudojant elektroninį mikroskopą, buvo nustatyta jų struktūra.

Jis padengtas dviem membranomis, tarp kurių yra tarpmembraninė erdvė. Išorinė membrana yra porėta. Ant vidinės membranos yra krištolos, ant kurių yra ATP kai kurios (specialios struktūros - dalelės su fermentais), kuriose vyksta ATP sintezė. Viduje yra matrica, kurioje yra DNR grandinės, ribosomų granulės, mRNR, t-RNR ir elektronų tankios dalelės, kurioje yra Ca ir Mg katijonai.

Matricoje yra fermentų, kurie skaido glikolizės (anaerobinės oksidacijos) produktus iki CO 2 ir H. Vandenilio jonai patenka į ATP-somas ir jungiasi su deguonimi, sudarydami vandenį. Šiuo atveju išsiskirianti energija naudojama fosforilinimo reakcijoje, kai susidaro ATP. ATP gali suskaidyti į ADP ir fosforo likučius, taip pat energiją, kuri naudojama sintetiniams procesams vykdyti.

Taigi, mitochondrijos yra susijusios su energijos gamyba per ATP sintezę, todėl jos laikomos ląstelių energijos stotimis. DNR ir ribosomų buvimas rodo autonominę kai kurių baltymų sintezę. Mitochondrijų gyvenimo trukmė neuronuose yra nuo 6 iki 30 dienų. Naujas mitochondrijų susidarymas atsiranda dėl pumpurų atsiradimo ir susiaurėjimų, o po to dalijimasis į dvi dalis. Mitochondrijų skaičius yra nuo 1000 iki 3000, o kiaušiniuose - iki 300 000 (jų praradimas pasipildo dėl dalijimosi ir pumpurų atsiradimo).

ENDOPLASMINIS TINKLAS

Tai suplotų cisternų, vamzdelių ir pūslelių sistema, kurios kartu sukuria ląstelių citoplazmos membraninį tinklą. Jei prie išorinio paviršiaus prisitvirtinusios ribosomos, tai tinklas granuliuotas (šiurkštus), be ribosomų – agranulinis. Pagrindinė endoplazminio tinklo funkcija yra susidariusių medžiagų kaupimas, izoliavimas ir transportavimas. Granuliuotame tinkle vyksta baltymų sintezė, agranuliniame tinkle - glikogeno sintezė ir skaidymas, steroidinių hormonų (lipidų) sintezė, toksinų, kancerogenų ir kt. neutralizavimas Raumenų skaidulose ir lygiųjų raumenų audinio ląstelėse endoplazminis tinklas. yra Ca depas. Tinkle susidariusios medžiagos patenka į Golgi kompleksą.

GOLGI KOMPLEKSAS

Jis buvo atidarytas 1898 m. Mokslininkai padarė išvadą, kad ši organelė selektyviai koncentruoja ląstelėje susintetintas medžiagas. Golgi kompleksas susideda iš suplotų cisternų arba maišelių; transportavimo pūslelės, kurios atneša baltymų išskyras iš endoplazminio tinklo; vakuolės, kondensuojančios sekretą, kuris yra atskirtas nuo maišelių ir cisternų. Vakuolėse esantis sekretas sutankinamas, jos virsta sekrecinėmis granulėmis, kurios vėliau pašalinamos iš ląstelės.

Golgi kompleksas susidaro iš apačios formavimo paviršiuje iš po juo esančio endoplazminio tinklo fragmentų (transporto pūslelių). Fragmentai atsiskiria, susijungia ir suformuoja maišelius arba cisternas. Golgi komplekso rezervuaruose taip pat vyksta glikoproteinų sintezė, t.y. baltymų modifikavimas, jungiant polisacharidus su baltymais ir formuojant lizosomas. Dalyvauja formuojant membraną, kuri prasideda endoplazminiame tinkle.

LIZOSOMOS

Jie buvo atidaryti 1955 m. Jie atrodo kaip burbuliukai, apriboti membrana. Jie buvo aptikti dėl hidrolizinių fermentų (rūgštinės fosfatazės). Pagrindinė jų funkcija yra iš išorės patekusių medžiagų, taip pat organelių ir inkliuzų suskaidymas atsinaujinimo metu arba sumažėjus funkciniam aktyvumui (taip pat ir visą ląstelę organų involiucijos sąlygomis - pavyzdžiui, gimdos involiucija). po gimdymo). Taigi, lizosomos yra ląstelės virškinimo sistema.

Yra 4 lizosomų formos:

1. Pirminė – sandėliavimo granulė.

2. Antrinės (fagolizosomos), kuriose vyksta fermentų aktyvacija ir medžiagų lizė.

3. Autofagosomos – viduląstelinių struktūrų hidrolizė.

4. Liekamieji kūnai, kurių turinys iš ląstelės pašalinamas egzocitozės būdu.

Suvirškintos medžiagos patenka (difuzuoja) į hialoplazmą ir yra įtraukiamos į medžiagų apykaitos procesus.

PEROKSIZOMOS

Tai sferinės struktūros, kurių skersmuo yra 0,3-1,5 mikrono. Jų matrica gali būti amorfinė, granuliuota ir kristalinė. Jie kilę iš endoplazminio tinklo ir primena lizosomas, tik yra mažiau elektronų tankūs. Juose yra fermento katalazės, kuri naikina peroksidus, susidariusius skaidant lipidus, kurie yra toksiški ląstelei, sutrikdo membranų funkcijas.

Ne membranos organelės:

RIBOSOMOS

Tai struktūros, susijusios su baltymų sinteze. Jie susidaro branduolyje ir susideda iš ribosomų baltymų, gaunamų iš citoplazmos, ir ribosominės RNR, susintetintos branduolyje. Ribosomų struktūroje yra dideli ir maži subvienetai, surišti Mg jonais. Ribosomos yra laisvai išsidėsčiusios citoplazmoje arba mažų grupių (polisomų) pavidalu, arba yra susijusios su endoplazminiu tinklu.

Laisvos ribosomos ir polisomos randamos jaunose ląstelėse ir sintezuoja baltymus pačios ląstelės augimui, o ribosomos, esančios endoplazminiame tinkle, sintetina baltymus „eksportui“. Baltymų sintezei reikia: 1) aminorūgščių (jų 20); 2) Inf-RNR (susidaro branduolyje, ant jo yra trinukleotidai, kurie sudaro kodą; 3) perneša RNR ir 4) daug fermentų.

CITOSKELETONAS

Ilgą laiką mokslininkai nežinojo, kas palaiko tvarką ląstelėje ir neleidžia jos turiniui sulipti, todėl citoplazma juda ir keičia formą, kol nebuvo išrastas elektroninis mikroskopas. Tapo aišku, kad erdvė tarp šerdies ir vidinio plazmalemos paviršiaus turi tvarkingą struktūrą. Pirma, ji yra padalinta ir padalinta į skyrius, naudojant vidines membranas, ir, antra, tarpląstelinė erdvė yra užpildyta įvairiais siūlais - į siūlus panašiomis baltymų skaidulomis, kurios sudaro skeletą. Pagal jų skersmenį šie pluoštai buvo suskirstyti į mikrovamzdeliai, mikrofibrilės Ir tarpiniai siūlai. Paaiškėjo, kad mikrovamzdeliai yra tuščiaviduriai cilindrai, susidedantys iš baltymo tubulino; mikrofibrilės – ilgos fibrilinės struktūros, susidedančios iš aktino ir miozino baltymų; o tarpiniai yra pagaminti iš skirtingų baltymų (epitelyje - keratino ir kt.) Mikrovamzdeliai ir mikrofibrilės užtikrina motorinius procesus ląstelėje ir dalyvauja palaikymo funkcijoje. Tarpinės gijos atlieka tik atraminę funkciją.

Neseniai mokslininkai atrado 4-ąjį citoskeleto komponentą – plonus siūlus, kurie užtikrina ryšį su pagrindiniais citoskeleto komponentais. Jie prasiskverbia per visą citoplazmą, sudarydami gardelius ir, galbūt, dalyvauja perduodant signalus iš ląstelės paviršiaus į branduolį.

Formuojant dalyvauja mikrovamzdeliai centrioliai, pateiktas dviejų vienas kitam statmenų cilindrų pavidalu. Cilindrai susideda iš 9 mikrotubulių tripletų (9 x 3)+0. Su centrioliais yra susiję palydovai, kurie yra padalijimo veleno surinkimo centrai. Plonos fibrilės yra radialiai aplink centrioles ir sudaro centrosferą. Visi kartu vadinami ląstelių centru.

Ruošiantis dalinimuisi centrioliai padvigubėja. Dvi centriolės išsiskiria, o šalia kiekvieno susidaro viena nauja dukterinė centriolė. Poros išsiskirsto prie ašigalių. Šiuo atveju senasis mikrovamzdelių tinklas išnyksta ir jį pakeičia mitozinis velenas, kuris taip pat susideda iš mikrovamzdelių, bet iš pavienių, nesidubliuojančių (9 x1) + 0. Visa tai daro ląstelių centras.

Mikrovamzdeliai dalyvauja formuojant blakstienas ir žvynelius. Blakstienos ir spermatozoidų uodegos aksonemų formulė yra (9 x 2)+2, o bazinis kūnas prie blakstienų pagrindo yra (9 x 3)+0. Be tubulino, blakstienose ir žvyneliuose yra deneino. . Jei trūksta jo ar dviejų centrinių vamzdelių, blakstiena ir žvyneliai nejuda. Su tuo gali būti susijęs vyrų nevaisingumas ir lėtinis bronchitas.

Tarpinės gijos dažniausiai yra tose audinių vietose, kurios patiria mechaninį įtempimą. Dėl savo stiprumo jie ir toliau tarnauja net po ląstelės (plauko) mirties.

Mokyklos biologijos kurse mokiniai dažnai susiduria su specifine terminija, pavyzdžiui, su tvora priešais obelų sodą. Terminai „organelės“ ir „inkliuzai“ atsiranda citologijos ar ląstelių teorijos srityje, tačiau ką jie reiškia ir kuo jie skiriasi? Šie klausimai daugumai studentų lieka neaiškūs.

Apibrėžimas

Inkliuzai– tai dariniai, galintys atsirasti gyvoje ląstelėje jos gyvavimo metu.

Organelės– tai būtinos ląstelės struktūros, užtikrinančios jos funkcionavimą.

Palyginimas

Inkliuzai gali atsirasti gyvoje ląstelėje arba nebūti. Tradiciškai įtraukimai apima:

trofiniai intarpai, arba maistinių medžiagų – baltymų, lipidų ir angliavandenių – kaupimosi rezultatas. Pavyzdžiui, krakmolo polisacharidas yra saugomas augalų ląstelėse kaip atsarginė angliavandenių forma. Kai kurių kultūrų endosperme jis sudaro ypač dideles granules, vadinamas aleurono grūdeliais. „Gyvūninis krakmolas“ – glikogenas – gali kauptis gyvūnų ląstelėse. Didžiausias šio įtraukimo kiekis stebimas kepenų ląstelėse ir raumenyse. Esant neatidėliotinam kūno darbui, pirmiausia naudojamas glikogenas. Vitellino baltymo intarpai kiaušinio citoplazmoje yra granulių pavidalo;
ekskreciniai intarpai. Tai yra medžiagų apykaitos produktų sankaupos, kurios dėl tam tikrų priežasčių nebuvo pašalintos už ląstelės ribų. Šiai grupei priklauso ir užsienio agentai. Su šiais inkliuzais „susitvarko“ lizosomos, o likučiai išskiriami – pašalinami iš ląstelės;
sekreciniai intarpai. Jie sintetinami specializuotose ląstelėse ir išskiriami specialiais kanalais arba kraujo ir limfos pagalba. Klasikinis sekrecinių inkliuzų pavyzdys yra hormonai;
pigmento intarpai. Tai labai specializuoti pigmentocitai, esantys dermos ląstelėse ir akies struktūrose ir apsaugantys organų „vidų“ nuo intensyvių saulės spindulių. Šiai grupei taip pat priklauso hemoglobinas, pernešantis deguonį, ir pigmentas lipofuscinas, besikaupiantis senstančiose somatinėse ląstelėse.

Ląstelių organeles galima palyginti su žmogaus organais. Beveik kiekviena ląstelė, išskyrus labai specializuotas, turi standartinį organelių rinkinį. Tai apima:

ląstelės membrana, kuri riboja vidinį ląstelės turinį, atlieka apsauginę ir pralaidžią funkciją;
endoplazminis tinklas, pernešantis maistines medžiagas ir dalyvaujantis baltymų sintezėje;
ribosomos, kurios sintetina baltymus;
mitochondrijos, kuriose skaidomos organinės medžiagos ir išsiskiria energija;
leukoplastų, chromoplastų, chloroplastų yra tik augalų ląstelėse. Jie dalyvauja fotosintezės procese ir kaupia inkliuzus. Plastidės gali keistis iš vienos stadijos į kitą, keisdamos spalvą ir funkciją;
Golgi aparatas, dalyvaujantis medžiagų apykaitos procese ir kontroliuojantis ląstelės membranos struktūrą;
ląstelių centras, organizuojantis žemesnių augalų ir primityvių gyvūnų dauginimosi procesą;
judėjimo organoidai;
branduolys ir jo struktūros – branduolio apvalkalas, branduolys, chromosomos ir branduolio sultys. Jie yra atsakingi už ląstelės ar viso organizmo dauginimąsi ir perduoda genetinę informaciją palikuonims.

Ląstelių organelės yra struktūros, be kurių neįmanoma ląstelės ar atskiro organizmo egzistavimas ir dauginimasis.

Organelės

Išvadų svetainė

Pagrindinis skirtumas tarp inkliuzų ir organelių yra jų funkcionalumas. Be organelių ląstelė bus nekompetentinga. Inkliuzų nebuvimas ar buvimas daugeliui ląstelių nėra gyvybę patvirtinantis veiksnys.
Ląstelėje nuolat yra inkliuzų, kurie išnyksta ir atsiranda medžiagų apykaitos metu.
Siaura kai kurių ląstelių specializacija yra susijusi su inkliuzais. Tuo pačiu metu kai kurios organelės gali atrofuotis.

Citoplazma yra vidinis ląstelės turinys ir susideda iš hialoplazmos ir įvairių joje esančių tarpląstelinių struktūrų.

Hialoplazma(matrica) – vandeninis neorganinių ir organinių medžiagų tirpalas, galintis keisti savo klampumą ir nuolat judantis. Gebėjimas judėti ar tekėti citoplazmą vadinamas ciklozė.

Matrica yra aktyvi aplinka, kurioje vyksta daug fizinių ir cheminių procesų ir kuri sujungia visus ląstelės elementus į vieną sistemą.

Ląstelės citoplazmines struktūras vaizduoja intarpai ir organelės. Inkliuzai- santykinai nestabilus, randamas tam tikro tipo ląstelėse tam tikrais gyvenimo momentais, pavyzdžiui, kaip maistinių medžiagų (krakmolo grūdelių, baltymų, glikogeno lašų) arba produktų, kurie turi išsiskirti iš ląstelės, rezervas. Organoidai - nuolatiniai ir esminiai daugumos ląstelių komponentai, turintys specifinę struktūrą ir atliekantys gyvybinę funkciją.

KAM membranos organelės Eukariotinės ląstelės apima endoplazminį tinklą, Golgi aparatą, mitochondrijas, lizosomas ir plastidus.

Endoplazminis tinklas. Visa vidinė citoplazmos zona užpildyta daugybe mažų kanalų ir ertmių, kurių sienelės yra membranos, panašios į plazmos membraną. Šie kanalai šakojasi, jungiasi vienas su kitu ir sudaro tinklą, vadinamą endoplazminiu tinklu.

Endoplazminis tinklas yra nevienalytis savo struktūra. Yra žinomi du jo tipai – granuliuotas ir lygus. Granuliuoto tinklo kanalų ir ertmių membranose yra daug mažų apvalių kūnelių - ribosomų, kurios suteikia membranoms grubią išvaizdą. Lygiojo endoplazminio tinklo membranos savo paviršiuje neneša ribosomų.

Endoplazminis tinklas atlieka daug įvairių funkcijų. Pagrindinė granuliuoto endoplazminio tinklo funkcija yra dalyvavimas baltymų sintezėje, kuri vyksta ribosomose.

Lipidų ir angliavandenių sintezė vyksta ant lygaus endoplazminio tinklo membranų. Visi šie sintezės produktai kaupiasi kanaluose ir ertmėse, o vėliau pernešami į įvairius ląstelės organelius, kur jie suvartojami arba kaupiasi citoplazmoje kaip ląstelių inkliuzai. Endoplazminis tinklas jungia pagrindinius ląstelės organelius.

Golgi aparatas (žr.4 pav.). Daugelyje gyvūnų ląstelių, pavyzdžiui, nervų ląstelėse, jis yra sudėtingo tinklo, esančio aplink branduolį, forma. Augalų ir pirmuonių ląstelėse Golgi aparatą vaizduoja atskiri pjautuvo ar lazdelės formos kūnai. Šios organelės struktūra yra panaši augalų ir gyvūnų organizmų ląstelėse, nepaisant jos formos įvairovės.

Į Golgi aparatą įeina: ertmės, apribotos membranomis ir išsidėsčiusios grupėmis (5-10); dideli ir maži burbuliukai, esantys ertmių galuose. Visi šie elementai sudaro vieną kompleksą.

Golgi aparatas atlieka daug svarbių funkcijų. Endoplazminio tinklo kanalais į ją pernešami ląstelės sintetinės veiklos produktai – baltymai, angliavandeniai ir riebalai. Visos šios medžiagos pirmiausia kaupiasi, o vėliau didelių ir mažų burbuliukų pavidalu patenka į citoplazmą ir yra arba panaudojamos pačioje ląstelėje jos gyvavimo metu, arba pašalinamos iš jos ir panaudojamos organizme. Pavyzdžiui, žinduolių kasos ląstelėse sintetinami virškinimo fermentai, kurie kaupiasi organelių ertmėse. Tada susidaro burbuliukai, užpildyti fermentais. Iš ląstelių jie išsiskiria į kasos lataką, iš kur nuteka į žarnyno ertmę. Kita svarbi šios organelės funkcija yra ta, kad jos membranose vyksta riebalų ir angliavandenių (polisacharidų), kurie naudojami ląstelėje ir kurie yra membranų dalis, sintezė. Dėl Golgi aparato veiklos atsinaujina ir auga plazmos membrana.

Mitochondrijos. Daugumos gyvūnų ir augalų ląstelių citoplazmoje yra nedideli kūnai (0,2-7 mikronai) – mitochondrijos (gr. „mitos“ – siūlas, „chondrion“ – grūdas, granulė).

Mitochondrijos yra aiškiai matomos šviesos mikroskopu, su kuriuo galite ištirti jų formą, vietą ir suskaičiuoti jų skaičių. Vidinė mitochondrijų struktūra buvo tiriama naudojant elektroninį mikroskopą. Mitochondrijų apvalkalas susideda iš dviejų membranų – išorinės ir vidinės. Išorinė plėvelė lygi, nesudaro jokių raukšlių ar ataugų. Priešingai, vidinė membrana sudaro daugybę raukšlių, nukreiptų į mitochondrijų ertmę. Vidinės membranos raukšlės vadinamos cristae (lot. „crista“ – ketera, atauga). Jų gali būti nuo kelių dešimčių iki kelių šimtų, ypač daug kristų yra aktyviai veikiančių ląstelių mitochondrijose, pavyzdžiui, raumenų ląstelėse.

Mitochondrijos vadinamos ląstelių „elektrinėmis“, nes jų pagrindinė funkcija yra adenozino trifosforo rūgšties (ATP) sintezė. Ši rūgštis sintetinama visų organizmų ląstelių mitochondrijose ir yra universalus energijos šaltinis, reikalingas gyvybiniams procesams. ląstelei ir visam organizmui.

Naujos mitochondrijos susidaro dalijantis jau ląstelėje esančioms mitochondrijoms.

Lizosomos. Jie yra maži apvalūs kūnai. Kiekviena lizosoma nuo citoplazmos yra atskirta membrana. Lizosomos viduje yra fermentų, kurie skaido baltymus, riebalus, angliavandenius ir nukleino rūgštis.

Lizosomos priartėja prie į citoplazmą patekusios maisto dalelės, susilieja su ja ir susidaro viena virškinimo vakuolė, kurios viduje yra maisto dalelė, apsupta lizosomų fermentų. Medžiagos, susidarančios virškinant maisto daleles, patenka į citoplazmą ir jas naudoja ląstelė.

Lizosomos, turėdamos galimybę aktyviai virškinti maistines medžiagas, dalyvauja pašalinant ląstelių dalis, visas ląsteles ir organus, kurie miršta gyvybinės veiklos metu. Ląstelėje nuolat susidaro naujų lizosomų. Lizosomose esantys fermentai, kaip ir bet kurie kiti baltymai, sintetinami citoplazmos ribosomose. Tada šie fermentai per endoplazminį tinklą nukeliauja į Golgi aparatą, kurio ertmėse susidaro lizosomos. Šioje formoje lizosomos patenka į citoplazmą.

Plastidai. Plastidės randamos visų augalų ląstelių citoplazmoje. Gyvūnų ląstelėse plastidų nėra. Yra trys pagrindiniai plastidų tipai: žalieji – chloroplastai; raudona, oranžinė ir geltona - chromoplastai; bespalviai – leukoplastai.

Taip pat yra privalomi daugumai ląstelių organelės, neturinčios membranos struktūros. Tai apima ribosomas, mikrofilamentus, mikrotubulus ir ląstelių centrą.

Ribosomos. Ribosomos randamos visų organizmų ląstelėse. Tai mikroskopiniai apvalūs 15-20 nm skersmens kūnai. Kiekviena ribosoma susideda iš dviejų nevienodo dydžio dalelių – mažų ir didelių.

Vienoje ląstelėje yra daug tūkstančių ribosomų, kurios yra arba ant granuliuoto endoplazminio tinklo membranų, arba laisvai guli citoplazmoje. Ribosomose yra baltymų ir RNR. Ribosomų funkcija yra baltymų sintezė. Baltymų sintezė yra sudėtingas procesas, kurį vykdo ne viena ribosoma, o visa grupė, įskaitant iki kelių dešimčių sujungtų ribosomų. Ši ribosomų grupė vadinama polisoma. Sintetinti baltymai pirmiausia kaupiasi endoplazminio tinklelio kanaluose ir ertmėse, o vėliau yra transportuojami į organelius ir ląstelių vietas, kur jie suvartojami. Endoplazminis tinklas ir ribosomos, esančios ant jo membranų, yra vienas baltymų biosintezės ir transportavimo aparatas.

Mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai - siūlus primenančios struktūros, susidedančios iš įvairių susitraukiančių baltymų ir lemiančios ląstelės motorines funkcijas. Mikrovamzdeliai atrodo kaip tuščiaviduriai cilindrai, kurių sienelės susideda iš baltymų – tubulinų. Mikrofilamentai yra labai plonos, ilgos, į siūlą panašios struktūros, sudarytos iš aktino ir miozino.

Mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai prasiskverbia per visą ląstelės citoplazmą, formuodami jos citoskeletą, sukeldami ciklozę, organelių judesius ląstelėse, chromosomų išsiskyrimą dalijantis branduolinei medžiagai ir kt.

Ląstelių centras (centrosoma) (žr. 3 pav.). Gyvūnų ląstelėse šalia branduolio yra organelė, vadinama ląstelės centru. Pagrindinę ląstelės centro dalį sudaro du maži kūnai – centrioliai, išsidėstę nedideliame sutankintos citoplazmos plote. Kiekviena centriolė yra iki 1 µm ilgio cilindro formos. Centrioliai vaidina svarbų vaidmenį ląstelių dalijimuisi; jie dalyvauja formuojant padalinio verpstę.

Evoliucijos procese skirtingos ląstelės prisitaikė gyventi skirtingomis sąlygomis ir atlikti specifines funkcijas. Tam reikėjo juose turėti specialių organelių, kurios vadinamos specializuotas priešingai nei aukščiau aptarti bendrosios paskirties organoidai. Tai apima susitraukiančios vakuolės pirmuonys, miofibrilės raumenų skaidulos, neurofibrilių Ir sinaptinės pūslelės nervų ląstelės mikrovileliai epitelio ląstelės, blakstienos Ir žvyneliai kai kurie pirmuonys.