Hyaloplazma. Organeller

Organeller, hücre sitoplazmasının belirli bir yapıya sahip olan ve hücrede belirli işlevleri yerine getiren özel alanlarıdır. Çoğu hücrede bulunan genel amaçlı organellere (mitokondri, Golgi kompleksi, endoplazmik retikulum, ribozomlar, hücre merkezi, lizozomlar, plastidler ve vakuoller) ve yalnızca özel hücrelerde bulunan özel amaçlı organellere (miyofibriller) ayrılırlar. kas hücrelerinde, flagellada, kirpiklerde, titreşen vakuollerde - protozoan hücrelerde). Organellerin çoğu membran yapısına sahiptir. Ribozomların yapısında ve hücre merkezinde membran yoktur. Hücre, birkaç molekül katmanından oluşan bir zarla kaplıdır.

Maddelerin seçici geçirgenliğini sağlamak. Sitoplazmada

En küçük yapılar organellerdir. Hücre organellerine

şunları içerir: endoplazmik retikulum, ribozomlar, mitokondri, lizozomlar,

Golgi kompleksi, hücre merkezi.

Sitoplazma bir dizi en küçük hücre yapısını içerir - organeller,

çeşitli işlevleri yerine getiren. Organoidler sağlar

Hücre hayati aktivitesi.

Endoplazmik retikulum.

Bu organelin adı, bulunduğu yeri yansıtır.

sitoplazmanın orta kısmı (Yunanca “endon” - içeride). EPS sunar

tübüller, tüpler, kesecikler ve sarnıçlardan oluşan çok dallanmış bir sistem

Hücrenin sitoplazmasından zarlarla sınırlandırılmış farklı boyut ve şekillerde.

EPS'nin iki türü vardır: granüler, tübüllerden ve sarnıçlardan oluşan,

yüzeyi taneler (granüller) ve agranüler ile noktalı, yani.

pürüzsüz (tane yok). Endoplazmik retikulumdaki Grana'dan başka bir şey değil

ribozomlar. İlginçtir ki, hayvan embriyolarının hücrelerinde de gözlenir.

esas olarak granüler EPS ve yetişkin formlarında - granüler. Bilerek

Sitoplazmadaki ribozomlar protein sentezinin yeri olarak görev yapar;

Granül EPS, proteini aktif olarak sentezleyen hücrelerde baskındır.

Granüler ağın büyük ölçüde bunlarda sağlandığına inanılmaktadır.

lipitlerin (yağlar ve yağ benzeri maddeler) aktif sentezinin meydana geldiği hücreler.

Her iki endoplazmik retikulum türü de yalnızca senteze katılmakla kalmaz

organik maddeler değil, aynı zamanda bunları biriktirip yerlere taşıyor

Amaç hücre ile çevresi arasındaki metabolizmayı düzenlemektir.

Ribozomlar.

Ribozomlar, aşağıdakilerden oluşan membranöz olmayan hücresel organellerdir

ribonükleik asit ve protein. İç yapıları büyük ölçüde

Bir sır olarak kalır. Elektron mikroskobunda yuvarlak veya

mantar şeklindeki granüller.

Her ribozom bir oluk ile büyük ve küçük parçalara bölünür

(alt birimler). Çoğu zaman birkaç ribozom özel bir iplikle birleştirilir

Ribonükleik asit (RNA), haberci RNA olarak adlandırılır. Ribozomlar

Amino asitlerden protein moleküllerinin sentezlenmesi gibi eşsiz bir işlevi yerine getirir.

Golgi kompleksi.

Biyosentez ürünleri ER boşluklarının ve tübüllerinin lümenlerine girer,

özel bir aparatta yoğunlaştıkları yer - Golgi kompleksi,

çekirdeğin yakınında bulunur. Golgi kompleksi ulaşımla ilgilidir

biyosentetik ürünlerin hücre yüzeyine taşınması ve hücreden uzaklaştırılmasında,

lizozomların oluşumu vb.

Golgi kompleksi İtalyan sitolog Camilio Golgi tarafından keşfedildi.

ve 1898'de "Golgi kompleksi (aparat)" adı verildi.

Ribozomlarda üretilen proteinler Golgi kompleksine girerler ve

başka bir organel için gerekliyse Golgi kompleksinin bir kısmı ayrılır ve protein

istenilen yere teslim edilir.

Lizozomlar.

Lizozomlar (Yunanca "lyseo" - çözünme ve "soma" - vücut kelimelerinden gelir)

Tek katmanlı bir zarla çevrelenmiş oval şekilli hücre organelleri. Onlarda

proteinleri, karbonhidratları ve lipitleri yok eden bir dizi enzim vardır. İÇİNDE

Lizozom zarı hasar görürse enzimler parçalanmaya başlar ve

hücrenin iç içeriğini yok eder ve ölür.

Hücresel merkez.

Bölünme yeteneğine sahip hücrelerde hücre merkezi görülebilir. O

iki çubuk şeklindeki gövdeden oluşur - merkezciller. Çekirdeğe yakın olmak ve

Golgi kompleksi, hücre merkezi, hücre bölünmesi sürecine dahil olur.

iğ oluşumu.

Enerji organelleri.

Mitokondri(Yunanca “mitos” - iplik, “kondrion” - granül) denir

Hücrenin enerji istasyonları. Bu adın nedeni şu:

Enerjinin depolandığı yer mitokondridir.

besinler. Mitokondrinin şekli değişkendir ancak çoğunlukla

iplik veya granül türü. Boyutları ve sayıları da değişkendir ve

Hücrenin fonksiyonel aktivitesi.

Elektron mikrografları mitokondrinin aşağıdakilerden oluştuğunu gösteriyor

iki zar: dış ve iç. İç zar çıkıntılar oluşturur

Tamamen enzimlerle kaplı olanlara krista denir. Cristae varlığı

aktif yaşam için önemli olan mitokondrinin toplam yüzey alanını arttırır

enzim aktivitesi.

Mitokondri kendine özgü DNA ve ribozomları içerir. Vadesi dolmuş

Böylece hücre bölünmesi sırasında bağımsız olarak çoğalırlar.

Kloroplastlar– çift kabuklu bir disk veya top şeklindedir –

Dış ve iç. Kloroplast ayrıca DNA, ribozom ve

özel membran yapıları - grana, birbirine bağlı ve dahili

kloroplast zarı. Gran membranlar klorofil içerir. Sayesinde

Kloroplastlardaki klorofil güneş ışığından gelen enerjiyi enerjiye dönüştürür.

ATP'nin kimyasal enerjisi (adenozin trifosfat). ATP enerjisi kullanılır

Karbondioksit ve sudan karbonhidrat sentezi için kloroplastlar.

Hücreseliçerme- Bunlar kararsız hücre yapılarıdır. Bunlar arasında protein, karbonhidrat ve yağ damlaları ve taneleri ile kristalin kalıntılar (hücrelerde proteinler, virüsler, oksalik asit tuzları vb. oluşturabilen organik kristaller ve kalsiyum tuzlarının oluşturduğu inorganik kristaller) bulunur. Organellerin aksine, bu kapanımların zarları veya hücre iskeleti elemanları yoktur ve periyodik olarak sentezlenip tüketilirler. Yağ damlacıkları yüksek enerji içeriğinden dolayı yedek madde olarak kullanılır. Karbonhidrat taneleri (polisakkaritler; bitkilerde nişasta formunda ve hayvanlarda ve mantarlarda glikojen formunda - ATP oluşumu için bir enerji kaynağı olarak; protein taneleri - yapı malzemesi kaynağı olarak, kalsiyum tuzları - uyarılma, metabolizma vb. sürecini sağlayın)

Sitoplazma, plazma zarı ile çekirdek arasında yer alan hücrenin iç içeriğidir. Temel bir maddeden oluşur veya hyaloplazma, ve içindekiler organoidler Ve kapanımlar.

Hyaloplazma (sitosol) aktif bir metabolik ortamdır; içinde birçok kimyasal ve fizyolojik süreç gerçekleşir; hücrenin tüm bileşenlerini tek bir sistemde birleştirir. Viskozitesini değiştirebilen ve sürekli hareket halinde olabilen, inorganik ve organik maddelerin sulu bir çözeltisidir. Sitoplazmanın hareket etme veya akma yeteneğine denir. siklozis. İÇİNDE Siklosis sürecinde sitoplazmada bulunan madde ve yapıların hareketi meydana gelir.

Organoidler - Belirli bir yapıya sahip olan ve hayati işlevleri yerine getiren hücrelerin kalıcı sitoplazmik yapıları. Zar organellerine endoplazmik retikulum, katmanlı Golgi kompleksi, izozomlar, peroksizomlar, mitokondri ve plastidleri içerir. Çoğu hücre için zorunludur Zar yapısına sahip olmayan organellerdir. İLE Bunlar arasında ribozomlar, mikrofilamentler, mikrotübüller, hücre merkezi, sentriyoller, bazal cisimler, flagella, silia bulunur.

Ökaryotik hücrelerin genetik kontrolü şunları içerir: çekirdek,ökaryotik hücrelerin DNA moleküllerinin çoğunu içeren (DNA'nın küçük bir kısmı mitokondri ve plastidlerde bulunur); ribozomlar, Proteinleri sentezlemek için nükleik asit bilgilerini kullananlar. Proteinler metabolizmayı kontrol eder ve çok hücreli bir organizmada hücrelerin uzmanlaşmasını belirler.

Çoğu hücrenin bir çekirdeği vardır, ancak çok çekirdekli hücreler de bulunur (bazı tek hücrelilerde, omurgalıların iskelet kaslarında). Bazı ileri düzeyde uzmanlaşmış hücreler çekirdeklerini kaybederler (memelilerde eritrositler ve kapalı tohumlularda elek tüpü hücreleri). Çekirdek, kural olarak küresel veya oval bir şekle sahiptir, daha az sıklıkla bölümlere ayrılabilir veya fusiform olabilir. İÇİNDEçekirdeğin bileşimi şunları içerir: nükleer zarf Ve nükleoplazma(karyoplazma) içeren kromatin(kromozomlar).

Nükleer zarf, dış ve iç zarlardan oluşur ve çekirdek ile sitoplazma arasında çeşitli maddelerin alışverişinin yapıldığı çok sayıda gözenek içerir.

Nükleoplazma, çeşitli proteinler, nükleotidler, iyonların yanı sıra kromatin ve nükleolus içeren jöle benzeri bir çözeltidir.

Nükleolus, yoğun şekilde lekelenmiş ve bölünmeyen hücrelerin çekirdeklerinde bulunan küçük yuvarlak bir gövdedir. Nükleolusun işlevi, rRNA'nın sentezi ve bunun proteinlerle bağlantısıdır; ribozomal alt birimlerin toplanması.

Kromatin, belirli boyalarla özel olarak boyanmış proteinlerle kompleks halindeki DNA moleküllerinin oluşturduğu kümeler, granüller ve filamentli yapılardır. Kromatin içindeki DNA moleküllerinin farklı bölümleri farklı sarmallık derecelerine sahiptir ve bu nedenle renk yoğunluğu ve genetik aktivitenin doğası bakımından farklılık gösterir. Olarak belirlenen parçalar ökromatik, Daha düşük paketleme yoğunluğu ile karakterize edilir. Genetik bilgi içerirler ve kopyalanabilirler (RNA sentezini kodlarlar). Heterokromatik kromozom fragmanları daha yoğun paketleme ile karakterize edilir. Genetik olarak inerttirler ve kopyalanmazlar. Kromatin, genetik materyalin bölünmeyen hücrelerde var olma şeklidir ve içerdiği bilgilerin ikiye katlanması ve uygulanması olanağını sağlar.

Hücre bölünmesi sırasında DNA spiralleşmesi meydana gelir ve kromatin yapıları kromozomları oluşturur. Kromozomlar- genetik materyalin yapısal organizasyonunun birimleri olan ve hücre bölünmesi sırasında hassas dağılımını sağlayan yoğun, yoğun lekeli yapılar. Kromozomlar en iyi mitozun metafaz aşamasında görülür (ve incelenir). Her metafaz kromozomu iki kromatid(çoğaltma sonucunda oluşan güçlü sarmal özdeş DNA molekülleri). Kromatitler birincil daralma bölgesinde birbirine bağlanır veya sentromerler. Sentromer kromozomu iki kola ayırır. Sentromerin konumuna bağlı olarak eşit kollu (metasentrik), eşit olmayan kollu (submetasentrik) ve çubuk şeklinde (telosentrik) kromozomlar vardır (bkz. Şekil 2.4). Bazı kromozomlarda uyduları ayıran ikincil daralmalar bulunur. (uydu ile akrosantrik). Bir dizi kromozomun ikincil daralmaları, nükleolus oluşumuna katılır ve ribozomal genler içerir.

Pirinç. 2.4.

A- metasiklik (eşit kollu); B- submetasentrik (eşit olmayan kollu); V- akrosantrik (çubuk şeklinde); g - uydulu kromozom

Belirli bir organizma tipinin hücrelerinden oluşan ve kromozomların sayısı, boyutu ve şekli ile karakterize edilen bir dizi kromozoma karyotip denir.(Şekil 2.5). Somatik hücrelerin karyotipinde eşleştirilmiş kromozomlara denir homolog, farklı çiftlerden kromozomlar - homolog olmayan. Homolog kromozomlar büyüklük, şekil, bileşim ve gen sırası bakımından aynıdır (biri baba organizmasından, diğeri anne organizmasından miras alınır). Bir karyotip içindeki kromozomlar da ikiye ayrılır: otozomlar, erkeklerde ve kadınlarda aynıdır ve cinsel Cinsiyet belirlemede rol oynayan ve erkek ile kadın arasında farklılık gösteren kromozomlar. İnsanlarda somatik hücrelerin karyotipi 46 kromozomdan (23 çift) oluşur: 44 otozom ve 2 cinsiyet kromozomu (bir kadının 2 homolog X kromozomu vardır, bir erkeğin homolog olmayan ve homolog bölgeleri olan X ve Y kromozomları vardır). Farklı türlerdeki organizmaların karyotiplerinin kromozomları sayı, boyut ve şekil bakımından farklılık gösterir. Germ hücrelerinde kromozomlar eşleşmemiştir (mayoz nedeniyle gamet her çiftten bir kromozom içerir). Germ hücrelerinde bulunan tek bir kromozom takımına denir. haploit (n), somatik hücrelerdeki kromozom seti - diploit (2p).

Pirinç. 2.5.A- zula; 6 - sivrisinek; V- tavuk; G- yeşil alg; D- somon; e- çekirgeler; Ve- Meyve sineği

Ribozomlar pro ve ökaryotik hücrelerde bulunur. Ribozomlar aşağıdakilerden oluşan küresel cisimlerdir büyük Ve küçük alt birimler. Kütle olarak yaklaşık olarak eşit miktarda rRNA ve protein içerirler. Ribozomlar sitoplazmada serbestçe veya endoplazmik retikulumun zarlarının yüzeyinde bulunur. Mitokondri ve hücre plastidleri ayrıca ribozomlar içerir. Ribozomların işlevi, mRNA'dan gelen bilgiye dayanarak protein moleküllerinin bir araya getirilmesidir (bkz. Bölüm 3).

Hücre içi membran sistemi ökaryotik hücrelerde çeşitli işlevleri yerine getirir. Farklı organellerin zarları doğrudan geçişlere (endoplazmik retikulum, Golgi kompleksi, nükleer membran) sahip olabilir veya membran keseleri (veziküller) aracılığıyla iletişim kurabilir. Hücre içi membran sistemi nükleer zarfı, endoplazmik retikulumu, Golgi kompleksini, lizozomları, vakuolleri ve plazma membranını içerir. İkincisi, lokalizasyon açısından hücre içi zarlara atfedilemez, ancak yine de endoplazmik retikulum ve diğer iç zarlarla ilişkilidir.

Endoplazmik retikulum (ER), hücrenin tüm sitoplazmasına nüfuz eden, perinükleer boşluğa ve Golgi kompleksinin boşluklarına bağlanan dallanmış bir zar ağıdır. Endoplazmik retikulum, boşlukları hyaloplazmadan membranlarla ayrılan, birbirine bağlı kanallar, sarnıçlar, tüpler ve keseciklerden oluşan bir sistem oluşturur. İki tip endoplazmik retikulum vardır: kaba Ve düz. Ribozomlar kaba (granüler) endoplazmik retikulumun zarlarında bulunur. Sentezledikleri proteinlerin bir kısmı endoplazmik retikulumun zarına dahil edilir, diğerleri ise dönüştürüldükleri ve Golgi aparatına taşındıkları kanallarının lümenine girerler.

Pürüzsüz (agranüler) endoplazmik retikulumun zarları hücre metabolizmasında, lipit sentezinde, karbonhidrat metabolizmasında, toksik ürünlerin nötralizasyonunda rol oynar ve ayrıca hücre içinde taşımayı gerçekleştirir.

Golgi kompleksi, düzleştirilmiş disk şeklindeki zar boşluklarından ve bunlardan oluşan keseciklerden (lizozomlar ve vakuoller) oluşur. Golgi kompleksinin boşluğuna giren proteinler ve lipitler çeşitli dönüşümlere uğrar, birikir, sınıflandırılır, salgı kesecikleri halinde paketlenir ve çeşitli hücre içi yapılara veya hücre dışına taşınır. Golgi kompleksinin zarları ayrıca polisakkaritleri sentezleme ve lizozom oluşturma yeteneğine de sahiptir.

Lizozomlar Golgi kompleksinde oluşur ve fago ve pinositoz sırasında hücreye giren makromoleküllerin ve yabancı bileşenlerin hücre içi sindirimi işlevini yerine getirir ve hücreye kimyasal ve enerji işlemleri için ek hammaddeler sağlar. Açlık sırasında lizozom hücreleri bazı organelleri sindirir ve bir süreliğine besin kaynaklarını yeniler. Hayvanlarda gelişim sürecinde, lizozomların vazgeçilmez katılımıyla meydana gelen bireysel hücrelerin ve hatta organların ölümü sıklıkla meydana gelir. Bu işlevleri yerine getirmek için lizozomlar, proteinleri, nükleik asitleri, lipitleri, karbonhidratları vb. yok eden hidrolitik enzimler içerir. Birincil ve ikincil lizozomlar vardır. Birincil lizozomlar Golgi kompleksinin boşluklarından mikrokabarcıklar halinde ayrılmış, tek bir zarla çevrelenmiş ve bir dizi enzim içeren. Birincil lizozomların bölünmeye maruz kalan bazı substratlarla füzyonundan sonra, çeşitli ikincil lizozomlar.İkincil lizozomlara bir örnek, protozoanın sindirim vakuolleridir.

Peroksizomlar pürüzsüz ER'de oluşur ve bir zarla kaplı küresel yapılardır. Lipid peroksidasyonunun toksik ürünlerini ve bazı toksik maddeleri nötralize eden enzimler içerirler.

Ökaryotik hücreler ayrıca hiyaloplazmadan iki zarla izole edilmiş organellere sahiptir. Mitokondri ve plastidler hücrelerdeki enerjiyi bir türden diğerine dönüştürür. Ökaryotik hücrelerin kökeni hakkındaki simbiyotik hipoteze göre, bunlar eski prokaryotik simbiyotik hücrelerin (bakteriler ve mavi-yeşil algler) torunlarıdır. Bu organellere yarı otonom denir çünkü kendi protein biyosentez aparatlarına (DNA, ribozomlar, RNA, enzimler) sahiptirler ve içlerinde görev yapan proteinlerin bir kısmını sentezlerler.

Mitokondri çok değişken boyut ve şekillere sahiptir (çubuk şeklinde, oval, yuvarlak). Dışarıdan mitokondri bir dış zarla sınırlanmıştır. Mitokondrinin iç zarı çok sayıda krista (büyüme) oluşturur ve gıda enerjisinin adenozin trifosfat (ATP) enerjisine dönüştürülmesinde rol oynayan çok sayıda enzim içerir. Mitokondride de bazı özel biyosentezler meydana gelir (adrenal korteks hücrelerinde steroid hormonları, karaciğer hücrelerinde safra asitleri). Mitokondrinin kristaları arasında dairesel DNA, farklı RNA tipleri ve ribozomları içeren bir matris vardır. Mitokondri, ATP sentezi süreçlerinde yer alan az sayıda proteini sentezleme yeteneğine sahiptir. Gerekli proteinlerin ana kısmı nükleer DNA tarafından kodlanır ve ribozomlarda toplandıktan sonra mitokondriye taşınır.

Plastidler, fotosentetik ökaryotik organizmaların hücrelerinde bulunan organellerdir. Renge bağlı olarak üç ana tip vardır: kloroplastlar, kromoplastlar Ve lökoplastlar. Kloroplastlar oval veya disk şeklinde bir şekle sahiptir ve bir dış zarla kaplanmıştır. Kloroplastların iç zarı düzleştirilmiş zar keselerini oluşturur. tilakoidler, yığılmış - büyükanne. İÇİNDE Tilakoid membranlar, kloroplasta yeşil rengini veren ve fotosentezin hafif fazını sağlayan klorofil içerir. Tilakoidlerin bir parçası olmayan kloroplastın sıvı içeriğine stroma adı verilir. Fotosentezin karanlık aşamasında yer alan DNA, ribozomlar ve çeşitli enzimleri içerir. Kromoplastların yapısı daha basittir, granülleri yoktur, fotosentez yapamazlar ve çeşitli pigmentler içerirler: sarı, turuncu ve kırmızı. Çiçeklere ve meyvelere parlak renkler vererek hayvanları çekerler ve böylece bitkilerin tozlaşmasını ve tohumların yayılmasını kolaylaştırırlar. Lökoplastlar neredeyse tilakoidlerden yoksundur; içlerindeki pigmentler aktif olmayan bir formdadır (protoklorofiller). Lökoplastlar renksizdir, bitkilerin yeraltındaki veya renksiz kısımlarındaki (kökler, rizomlar, yumrular) hücrelerde bulunur. Başta nişasta olmak üzere, bazen proteinler, daha az sıklıkla yağlar olmak üzere yedek besin maddelerini biriktirme yeteneğine sahiptir. Işıkta kloroplastlara dönüşebilirler (örneğin patates yumrularının çimlenmesi sırasında).

Ökaryotik hücrelerin sitoplazmasına, hücrelerin hücre iskeletini oluşturan, hücrelerin yapısını organize etmede ve aynı zamanda aktivitelerini sağlamada önemli bir rol oynayan bir fibriller (filamentli) oluşumlar ağı nüfuz eder.

Mikrotübüller Ve mikrofilamentler- Çeşitli kasılma proteinlerinden oluşan ve hücrenin motor fonksiyonlarını belirleyen iplik benzeri yapılar. Mikrotübüller, duvarları proteinlerden - tübüllerden oluşan uzun içi boş silindirlere benzer. Mikrofilamentler, aktin ve miyozinden oluşan çok ince, uzun, ipliğe benzer yapılardır. Mikrotübüller ve mikrofilamentler hücrenin tüm sitoplazmasına nüfuz ederek hücre iskeletini oluşturur, sitoplazmanın akışına (sikloz), organellerin hücre içi hareketlerine, nükleer materyalin bölünmesi sırasında kromozomların sapmasına vb. neden olur. Hücrelerde sitoplazmaya nüfuz eden serbest mikrotübüllerin yanı sıra belirli bir şekilde organize olmuş mikrotübüller de bulunur. merkezcillerçağrı Merkezi, bazal cisimler, kirpikler Ve flagella.

Çağrı Merkezi genellikle çekirdeğin yakınında bulunur, birbirine dik yerleştirilmiş iki merkezden oluşur. Centriole, duvarı dokuz üçlü mikrotübülden (9x3) oluşan düz bir silindir şeklindedir. Hücre merkezinin sentriyolleri, hücrenin mitotik milinin oluşumunda rol oynar.

Flagella ve kirpikler- bunlar, bazı hücrelerin sitoplazmasının kendine özgü büyümeleri olan hareket organelleridir. Bir flagellum veya siliumun iskeleti, çevresi boyunca dokuz eşleştirilmiş mikrotübül bulunan ve merkezde iki - tek 9 (9 x 2 + 2) olan bir silindir biçimindedir.

Evrim sürecinde farklı hücreler farklı koşullarda yaşamaya ve belirli işlevleri yerine getirmeye adapte olurlar. Bu, içlerinde adı verilen özel organellerin varlığını gerektiriyordu. uzmanlaşmış Farklı Genel öneme sahip organeller.Özel organeller arasında protozoanın kasılma vakuolleri, kas lifi miyofibrilleri, sinir hücrelerinin nörofibrilleri ve sinaptik kesecikleri, bağırsak epitel hücrelerinin mikrovillusları, bazı protozoaların kirpikleri ve flagellaları vb. bulunur.

Kapsamalar -Yaşamın belirli anlarında belirli hücre türlerinde bulunan hücrelerin nispeten kararsız sitoplazmik yapıları,örneğin besin rezervi (nişasta taneleri, proteinler, glikojen damlaları) veya hücreden uzaklaştırılacak ürünler (salgı granülleri) vb. olarak.

Kapsamalar- bunlar sitoplazmanın kalıcı olmayan (isteğe bağlı) yapısal elemanlarıdır.

Işık mikroskobunda genel boyama yöntemleri kullanılarak, bazen düşük ve orta büyütmede görülebilmekte, bazıları ise ancak özel (histokimyasal, immünolojik) yöntemlerle veya elektron mikroskobu ile tespit edilebilmektedir. Hücrenin aktivitesine, hormonal ve metabolik etkilere, farklılaşma özelliklerine, yaşa ve çeşitli çevresel faktörlerin etkisine bağlı olarak hücrelerde bileşim ve miktar açısından çok çeşitli kalıntılar bulunabilir.

Kapanımlar hücrelerin metabolizmasının, farklılaşmasının ve fonksiyonel aktivitesinin özelliklerini gösterir. Hücredeki distrofik bozukluklar sırasında birçok kapanım ortaya çıkar ve buna ölüm de dahil olmak üzere hayati aktivitedeki değişiklikler eşlik eder. Bazen kapanımların içeriği yalnızca işlevin bir göstergesi değil aynı zamanda hücrenin adının da temelini oluşturur: pigment hücreleri - melanositler; eozinofilik, bazofilik ve nötrofilik kan granülositleri vb.

Tüm kapsam çeşitliliği ile fonksiyonel amaçlarına göre birleştirilebilirler.

Salgı kapanımları. Ekzositozla hücreden salınan salgı granülleridir. Kimyasal bileşimlerine göre protein (seröz), yağ (lipit veya lipozomlar), mukoza (mukopolisakkaritler içerir) vb. Olarak ayrılırlar. Kapanımların sayısı hücrenin fonksiyonel aktivitesine, salgı döngüsünün aşamasına bağlıdır. ve hücrenin olgunluk derecesi. Özellikle salgı döngüsünün birikim aşamasında farklılaşmış, işlevsel olarak aktif hücrelerde çok sayıda granül bulunur.

Golgi kompleksinde salgı kapanımları oluşur. Bundan önce gr olarak sentez aşamasından geçerler. veya pürüzsüz. EPS, daha az sıklıkla bu diğer yapılarda meydana gelir.

Salgı proteini kalıntılarının boyutu, sitoplazmadaki dağılımı ve elektron yoğunluğu bakımından farklılık gösterir. Bir hücre zarı ile çevrilidirler. Salgı kapanımlarının içeriğinin polipeptit zincirleri gr olarak sentezlenir. EPS ve Golgi kompleksinde olgunlaşır. Bu bağlamda, salgı proteinlerini sentezleyen hücreler iyi gelişmiş organellere, büyük bir çekirdeğe ve nükleollere sahiptir. Bununla birlikte, eğer hücre kapanımların sentezini durdurursa, bunların birikmesine hücrenin evrimi eşlik eder. ER ve Golgi kompleksi.

Ekzokrin bezlerinde, hücrenin apikal kısmında salgı kapanımları baskındır ve bu da salgıların dış ortama salındığını gösterir. Endokrin bezlerinin salgı kapanımları kan damarlarının yakınında yoğunlaşır veya sitoplazmada eşit olarak dağılır.

Mukoza salgı kapanımları esas olarak mukoza salgı bezlerinin hücrelerinde bulunur. Tek hücreli salgı bezlerine örnek olarak ince bağırsağın goblet hücreleri verilebilir. PIR reaksiyonunu kullanan ışık mikroskobu ile büyük vakuollerdeki mukus açıkça görülebilir.

Yağ bezlerinin sitoplazmasında ve steroid hormonlarını (kolesterol türevleri) sentezleyen endokrin hücrelerinde yağ içeren salgı kapanımları (lipozomlar) bulunur. Steroid hormonları erkek ve kadın cinsiyet hormonları, stres hormonları (glukokortikoidler) ve vücuttaki sodyum iyonlarının içeriğini (aldosteron) kontrol eden bir hormondur. Bu hücrelerde pürüzsüzlük ve gr iyi gelişmiştir. ER, Golgi kompleksi, birçok mitokondri. Endokrinositlerin mitokondrileri steroid hormonlarının sentezinde rol oynar ve spesifik yapısal özelliklere sahiptir. Bunlar multiveziküler (tübüler) kristalara sahip büyük mitokondrilerdir.

Amino asitlerin ve diğer aminlerin türevlerini içeren salgı kapanımları da izole edilir: norepinefrin ve adrenalin, serotonin (melatonin), vb.

Mast hücresindeki (mabosit) ve bazofilik granülositteki (bazofil) salgı kapanımlarının bileşimi çeşitlidir. Bu hücreler, bazik boyalarla boyanmış ve sıklıkla renklerini değiştiren çok sayıda büyük salgı kapanımları içerir. Boyanın rengini değiştirme yeteneğine metakromazi denir. Elektron mikroskobu, mast hücrelerinin ve granülositlerin, değişen elektron yoğunluğuna sahip çok sayıda büyük yuvarlak granül içerdiğini göstermektedir.

Kapanımların sayısı salgı döngüsünün aşamasına bağlıdır. Salgı birikimi aşamasında sayıları maksimumdur, ancak diğer aşamalarda bulunmayabilirler veya hücredeki konsantrasyonları minimumdur.

Trofik kapanımlar. Bunlar, hücrelerin ve vücudun bir bütün olarak enerji eksikliği, yapısal molekül eksikliği (açlık sırasında) koşullarında gerekli besinleri depoladığı yapılardır. Trofik kapanımların örnekleri glikojenli granüller (karaciğer hücreleri, kas hücreleri ve semplastlar), yağ ve diğer hücrelerdeki lipit kapanımlarıdır.

Glikojenin trofik kapanımları, elektron mikroskobu ve ayrıca özel boyama yöntemleri kullanılarak ışık mikroskobu ile tespit edilebilen küçük, düzensiz şekilli granüllerdir. Glikojen parçalandığında, eksikliği durumunda hücre ve vücut tarafından bir bütün olarak kullanılan glikoza dönüşür.

Lipid kalıntıları normalde yağ dokusunda (beyaz veya kahverengi yağ) birikir. Beyaz yağlı bir lipositte, kalıntılar hücrenin tüm orta kısmını kaplayan dev bir damla halinde birleşir. Bu tür hücreler yuvarlak bir şekil ve büyük boyut kazanır. Çekirdekler düzleştirilir ve çevreye kaydırılır, az sayıda organel vardır. Kahverengi yağ lipositlerinde, kapanımlar bir damla halinde birleşmez, çekirdekler merkezi olarak uzanır, çok sayıda mitokondri vardır, Golgi kompleksi ve pürüzsüz gelişmiştir. EPS.

Yağ metabolizmasına geçildiğinde yağ dokusundaki lipitlerin yok edilmesi vücudun enerji ihtiyacını destekler. Lipid kalıntıları kahverengi yağda beyaz yağa göre daha kolay yok edilir. Yağ dokusunda aşırı lipit birikimine obezite denir.

Trofik lipit damlacıkları, yağ hücrelerinin dışında birikebilir: hepatositlerde, iskelet ve kalp miyositlerinde, renal tübüler aparatta vb. Bu tür kalıntıların, geri dönüşümlü olan ve hücre fonksiyonunu bozmayan büyük bir birikimine, yağ infiltrasyonu denir. Böyle bir birikim hücre hasarına yol açtığında bu olaya yağlı dejenerasyon denir. Arter duvarının yağlı dejenerasyonu - ateroskleroz.

Pigment kapanımları. Bu tür bir katılım hücrelere renk verir; koruyucu bir işlev sağlar, örneğin cildin pigment hücrelerindeki melanin granülleri güneş yanığına karşı koruma sağlar. Pigment kalıntıları hücre atık ürünlerinden oluşabilir: nöronlarda lipofusin içeren granüller, makrofajlarda hemosiderin.

Pigment hücreleri: Düşük organizeli omurgalılardaki melanositler birçok organda bulunur ve hayvanlara çeşitli renkler verir. Hücrelerin şekli de farklıdır ancak çoğunlukla çoklu işlemden geçirilir.

Memelilerde ve insanlarda melanositler esas olarak epitelde bulunur. Çok katmanlı epitelde bazal katmanda bulunurlar ve işlemleri spinöz katmana yönlendirilir. Melanosit kapanımlarının pigmenti melanin, amino asit tirozinin bir türevidir. Melanin, hücre gövdesinde ve süreçlerinde bulunan çok sayıda kalıntıda birikir. Kapanımların bir kısmı komşu hücreler tarafından serbest bırakılır ve yakalanır. Hücreler melanin üretemiyorsa bu durum albinizme yol açar.

Boşaltım kapanımları. Bunlar hücre tarafından iç ortamdan yakalanan ve vücuttan atılan maddelerin kalıntılarıdır: toksik maddeler, metabolik ürünler, yabancı yapılar. Çoğunlukla böbrek tübüllerinin epitelinde, özellikle de proksimal olanlarda boşaltım kalıntıları bulunur. Proksimal tübüller, vücut için gereksiz olan ve glomerüler aparattan filtrelenemeyen maddeleri uzaklaştırır.

Rastgele kapanımlar. Vücuda yabancı yapıları (toz parçacıkları, bakteriler ve virüsler), zayıf sindirilebilen ve sindirilemeyen makromoleküler organik ve inorganik kompleksleri yakalayan fagositlerin karakteristiği. Çoğu zaman, bu tür kapanımlar, fagositoz - nötrofil lökositler ve makrofajlar gerçekleştiren özel hücrelerde bulunur.

Mineral kapanımları. Bunlar esas olarak çözünmeyen kalsiyum tuzlarıdır (karbonatlar, fosfatlar). Organ aktivitesinin azalması, hipotrofi ve atrofi ile oluşurlar. Mineral kalıntıları (kalsiyum tuzları) genellikle mitokondriyal matriste bulunur; bunun nedeni, bu iyonun yüksek içeriği ve organeldeki metabolizmadaki değişikliklerdir.

Patolojideki kapanımlar aşırı miktarlarda birikebilir ve hücrenin yapısının ve fonksiyonunun bozulmasına (distrofi) yol açabilir. Distrofi, lizozomların yetersiz aktivitesi ve/veya herhangi bir maddenin aşırı sentezi (yağlı karaciğer, nöronal dejenerasyon, lipofuscin ile çok sayıda granülün birikmesi, karaciğer ve kasların glikojenozu, vb.) ile ilişkili depo hastalıklarından kaynaklanır. Hem hücrede ortak olan maddeler (hepatositlerdeki glikojen) hem de hücrede normalde bulunmayan maddeler (amiloid) birikebilir.

Çoğu kapanım sitoplazmik matristen bir zarla ayrılır (salgılayıcı kapanımlar, yağlı trofik kapanımlar, vb.). Bununla birlikte, hiyaloplazmanın içeriğiyle (glikojen, bazı mineral kapanımları) temas eden kalıntılar da vardır.

Kapanımların kökeni çeşitlidir ve içeriklerine bağlıdır. Örneğin, salgı ve trofik kapanımların büyük bir kısmı Golgi kompleksinde veya ER'de oluşur ve rastgele kapanımlar, hemosiderin granülleri, eksik sindirim ve fagositozun ürünleridir.

Hücredeki kalıntıların kullanımı ve uzaklaştırılması, katılımın doğasına bağlıdır. Salgı kapanımları hücreden ekzositoz yoluyla uzaklaştırılır; glikojen ve lipitler hücre enzimleri tarafından parçalanır ve metabolik ürünler (glikoz, gliserol, yağ asitleri) şeklinde hücre dışı ortama salınır; melanin bir pigment hücresi tarafından salgılanır, daha sonra bir Langerhans hücresi tarafından yakalanıp yok edilir.

Dolayısıyla kapanımlar farklı kökene, işlevsel amaca ve morfolojiye sahip yapılardır. Sayıları ve türleri, hücrelerin farklılaşma özelliklerinin ve işlevsel durumlarının göstergeleri olabilir.

Kirpikler ve flagellalar sayesinde hücreler sıvı ortamda hareket edebilirler, çünkü bu organeller ritmik hareketler yapabilirler. Hücrenin yüzeyinde çok sayıda kısa uzunlukta saç benzeri büyüme varsa, bunlara kirpikler denir; eğer bu tür büyümeler azsa ve uzunlukları önemliyse, bunlara flagella denir. Yüksek bitki ve mantarların hücrelerinde ve sporozoanlarda erkek üreme hücrelerinde bile silia ve flagella yoktur. Miyofibriller Miyofibriller özel farklılaşmış kasılma elemanlarıdır.

Bu çalışma size uymuyorsa sayfanın alt kısmında benzer çalışmaların listesi bulunmaktadır. Arama butonunu da kullanabilirsiniz

Ders No. 4

ÖZEL ORGANoidLER VE İÇERİĞİ

Özel Amaçlı Organoidler

Birçok hayvan ve bitki hücresinde özel amaçlı organeller bulunur. Genel organellerden, yalnızca belirli oldukça farklılaşmış hücrelerin karakteristik özelliği olmaları ve bu hücrelerin kesin olarak tanımlanmış bir fonksiyon özelliğini yerine getirmeleri bakımından farklılık gösterirler.

Özel amaçlı organoidlerin sınıflandırılması:

1. Hareket organelleri: kirpikler, flagella, miyofibriller.

2. Destekleyici yapılar: tonofibriller.

3. Uyarma iletiminde rol oynayan organeller: nörofibriller.

4. Dış uyaranları algılayan organeller: fotoreseptörler, stator reseptörleri, fonoreseptörler.

5. Hücre yüzeyi organelleri: mikrovillus, kütikül.

6. Tek hücreli organizmalarda savunma ve saldırı organelleri: siliatlardaki trikokistler; Sporozoanlar sınıfının temsilcilerinde konoid, rhoptria.

Bu organellerin ana kısımlarını daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Kirpikler ve flagella

Kirpikler ve flagella, hücrelerin serbest yüzeyindeki iplik benzeri veya saç benzeri büyümelerdir. Kirpikler ve kamçıların yardımıyla hücreler sıvı ortamda hareket edebilirler, çünkü bu organeller ritmik hareketler yapabilme yeteneğine sahiptir. Herhangi bir substrata bağlı hücrelerde silia ve flagella mevcutsa, çevredeki sıvının hareketine neden olurlar.

Bu yapıların ince organizasyonunda hiçbir farklılık yoktur. Hücre yüzeyinde çok sayıda kısa uzunlukta saç benzeri çıkıntılar varsa bunlara denir. kirpikler , eğer bu kadar az sayıda büyüme varsa ve uzunlukları önemliyse, o zaman bunlara denir flagella.

Hayvanlarda kirpikler ve flagella bulunur: a) siliyer epitel hücrelerinde (trakea epiteli, üreme sisteminin bazı kısımları); b) spermde (nematodlarda ve on bacaklılarda spermin turnikesi yoktur); c) protozoalarda (kamçılılarda, siliatlarda, rizomlarda). Bitki dünyasında alglerin, yosunların, eğrelti otlarının, alt mantarların ve miksomisetlerin hareketli zoosporlarında bulunurlar. Yüksek bitki ve mantarların hücrelerinde ve sporozoanlarda erkek üreme hücrelerinde bile silia ve flagella yoktur.

Kirpikler ve flagellaların kalınlığı yaklaşık 200 nm'dir (0,2 µm). Kirpikler ve flagellaların yapısında temel bir farklılık olmadığından, silyum örneğini kullanarak bu oluşumların üst yapısını ele alalım. Siliyerin dışı sitoplazmik bir zarla kaplıdır. İçerisinde yer almaktadır aksonem (veya eksenel silindir), mikrotübüllerden oluşur. Siliyerin alt proksimal kısmı,bazal vücut, sitoplazmaya batırılmış. Aksonem ve bazal gövdenin çapları aynıdır.

Bazal gövde yapı olarak sentriyol ile tamamen benzerdir ve 9 üçlü mikrotübülden oluşur. Aksonem, bazal gövdenin aksine, aksonem silindirinin dış duvarını oluşturan 9 çift (çift) mikrotübül içerir. Mikrotübül çiftleri hafifçe döndürülmüştür (yaklaşık 10 0 ) aksonemin yarıçapına göre. Aksonemin merkezinde periferik mikrotübül çiftlerine ek olarak bir çift merkezi mikrotübül bulunur. Bu iki merkezi mikrotübül, periferik olanlardan farklı olarak bazal cisimlere ulaşmaz. Bazal cisimler aktomiyosin gibi kasılabilir bir protein içerdiğinden, periferik mikrotübüller bir motor işlevi gerçekleştirirken, merkezi mikrotübüller yalnızca destekleyici bir işlevi yerine getirir.

Kirpikler ve flagellaların tabanında genellikle kökler veya kökler bulunur. kinetodesmata Bunlar enine çizgili ince (6 nm) fibril demetleridir. Çoğunlukla bu tür çizgili kinetodesmata, bazal gövdelerden sitoplazmanın derinliklerine, çekirdeğe doğru uzanır. Bu yapıların rolü henüz yeterince açıklığa kavuşmamıştır.

Yukarıdaki yapısal plandan sapmalar nadirdir, ancak bazı hücrelerde, örneğin spermatozoanın flagellasında ve bazı flagellatlarda, merkezi ve periferik mikrotübüller arasında yer alan 9 ek fibril bulunmuştur. Bu ek fibriller aksonem tübüllerine çok ince liflerle bağlanır.

Miyofibriller

Miyofibriller, karmaşık ve mükemmel kas hareketlerinin meydana gelmesi nedeniyle hücrenin özel farklılaşmış kasılma elemanlarıdır. İki tür miyofibril vardır: düz ve çizgili. Her iki miyofibril türü de çok hücreli hayvanlarda ve protozoalarda yaygındır.

Çizgili miyofibriller, eklembacaklıların ve kordatların somatik ve kalp kaslarında yaygın olarak bilinmektedir. Pürüzsüz miyofibriller, omurgalıların iç organlarının kasları ve birçok alt omurgasızın somatik kaslarının tipik bir örneğidir.

Miyofibrillerin yapısı çizgili kas liflerinde en detaylı şekilde incelenmiştir. Miyofibrilin kalınlığı 0,5 mikron olup uzunluğu 10-20 mikrondan birkaç milimetreye, hatta santimetreye kadar değişir. Işık mikroskobu, miyofibril demetlerinin eşit olmayan bir şekilde boyandığını gösterir: içlerinde eşit uzunluk aralıklarında dönüşümlü olarak koyu ve açık alanlar görülebilir. Karanlık alanlar çift kırılımlıdır ve deniranizotropik diskler(A diskleri) . Çift kırılmanın hafif alanları tespit edilmez ve çağrılırizotropik diskler(I-diskler).

Her A diski, geri kalanından daha az yoğun bir bantla iki yarıya bölünür. H bölgesi (Hansen şeridi). Her birinin ortasında BEN -disk adında koyu bir çizgi var Z -line (telophragm). Miyofibrilin iki nokta arasındaki alanı Z - çağrılan çizgiler sarkomer. Miyofibrilin yapı ve işleyiş birimidir.

Sarkomerin yapısının ayrıntıları yalnızca miyofibrillerin elektron mikroskobunda incelenmesiyle elde edildi. Her miyofibril çok ince filamentlerden oluşan bir demetten oluşur. miyofilamentler. İki tür miyofilament vardır: kalın ve ince. İnce miyofilamentlerin çapı yaklaşık 7 nm ve uzunluğu yaklaşık 1 μm'dir; esas olarak protein aktininden oluşurlar. Onlar içinde bulunur BEN -disk'i seçin ve A diskini H bölgesine girin. 1,5 μm uzunluğa ve yaklaşık 15 nm kalınlığa kadar olan kalın miyofilamentler, miyozin proteininden oluşur; yalnızca A diskinin içinde bulunurlar. İnce miyofilamentler, aktinin yanı sıra tropomiyosin ve troponin proteinlerini de içerir. Z -çizgiler α-aktinin ve desmin proteinini içerir.

Ne aktin ne de miyozinin tek başına kasılma özelliği yoktur. Molekül ağırlığı 43,5 bin olan bir protein olan aktin, yaklaşık 3 nm boyutunda küresel bir proteindir. ATP ve bazı protein faktörlerinin varlığında 7 nm kalınlığa kadar filamentli yapılar şeklinde topaklanma yeteneğine sahiptir. Bu tür aktin fibrilleri birbirine sarılmış iki sarmaldan oluşur. Kalın filamentlerin bir parçası olan miyozin, altı zincirden oluşan çok büyük bir proteindir (molekül ağırlığı 470 bin): birbirinin etrafında spiral olarak sarılmış iki uzun ve uzun zincirlerin uçlarına bağlanan dört kısa ve küresel “kafalar” oluşturur. İkincisi ATPase aktivitesine sahiptir ve fibriler aktin ile reaksiyona girerekaktomiyosin kompleksi,büzücü.

Aktin miyofilamentleri bir uçtan birbirine bağlanır. Z -line, α-aktinin proteininin dallanan moleküllerinden oluşur ve miyofibril boyunca uzanan bir fibriller ağı oluşturur. Her iki taraftan Z Çizgiler komşu sarkomerlerin aktin filamentlerinin uçlarını birbirine bağlar. İşlev Z -çizgiler, komşu sarkomerleri birbirine bağlamaktan ibarettir; Z -çizgiler kasılabilir yapılar değildir.

Kas kasılma mekanizması, miyofibrilin tüm uzunluğu boyunca tüm sarkomerlerin eşzamanlı kısalmasıdır. G. Huxley kasılmanın kalın ve ince ipliklerin birbirine göre hareketine dayandığını gösterdi. Bu durumda, kalın miyozin filamentleri aktin filamentleri arasındaki boşluğa girerek onları birbirine yaklaştırıyor gibi görünmektedir. Z -satırlar. Bu kayan filaman modeli yalnızca çizgili kasların kasılmasını değil aynı zamanda kasılabilen yapıları da açıklayabilir.

Düz kas hücrelerinde de aktin ve miyozin filamentleri bulunur ancak bunlar çizgili kastaki kadar düzenli bir şekilde düzenlenmemiştir. Burada sarkomer yoktur, ancak aktin miyofilament demetleri arasında herhangi bir düzen olmaksızın sadece miyozin molekülleri bulunur.

Tonofibriller

Tonofibriller, tek hücreli organizmaların hücrelerinin ve çok hücreli hayvanların epitel hücrelerinin karakteristiğidir. Elektron mikroskobik incelemesi bunların bir ışından oluştuğunu gösterdi. tonofilamentler 6-15 nm çapında en ince iplikler. Bir demet 3 ila birkaç yüz tonofilament içerebilir.

Tonofibriller hücre içinde farklı yönlerde demetler halinde düzenlenir, dezmozomlara veya sitoplazmik membranın herhangi bir kısmına bağlanır ve asla bir hücreden diğerine geçmez.

Tonofibriller hücrede destekleyici bir işlev görür.

Nörofibriller

Nörofibriller 1855 yılında F.V. Ovsyannikov. Sinir hücrelerinin (nöronların) karakteristiğidirler. Daha ince ipliklerden oluşurnörofilamanlar.

Nöron gövdesinde nörofibriller rastgele düzenlenir ve süreçlerde sürecin uzunluğuna paralel bir demet oluştururlar. Bu kuralın yalnızca iki istisnası vardır: Bir nöronun gövdesindeki nörofibrillerin paralel, düzenli dizilişi ilk olarak kuduz hayvanlarda, daha sonra da kış uykusuna yatan hayvanlarda keşfedilmiştir.

Nörofibrillerin keşfi ortaya çıkmasına yol açtınörofibriler teorisinir uyarımı yapmak. Bu teorinin savunucuları, nörofibrillerin sinir sisteminin sürekli iletken bir elemanı olduğuna inanıyordu. Ancak daha sonra nörofibrillerin bir nörondan diğerine geçmediği anlaşıldı. Şu anda buna uyuyoruzsinir teorisiBuna göre, bir sinir impulsunun iletilmesindeki ana rol, bir nöronun plazmalemmasına aittir ve sinir impulsunun oluşumunda rol oynayan maddeler, nörofibriller yoluyla nöron gövdesinden terminaline iletilir. Ve bir hücreden diğerine uyarma, bir sinaps kullanılarak iletilir (sinapsın yapısı, hücreler arası iletişim göz önüne alındığında daha önce açıklanmıştır). Bir sinapsta uyarım, bir verici kullanılarak kimyasal olarak iletilir.

Hücrede kalıcı olmayan kapanımlar

Hem genel hem de özel amaçlı organoidlerden farklı olarak kapanımlar, hücrenin ömrü boyunca ortaya çıkan ve kaybolan kalıcı olmayan oluşumlardır. Kapanımların ana yeri sitoplazmadır, ancak bazen çekirdekte de bulunurlar.

Doğaları gereği tüm kapanımlar hücresel metabolizmanın ürünleridir. Kimyasal bileşimlerine ve fonksiyonlarına göre aşağıdaki şekilde sınıflandırılırlar:

1. trofik (protein, karbonhidrat, yağ);

2. salgılayıcı;

3. boşaltım;

4. pigmentli.

Trofik kapanımlar

Protein kapanımları. Taneler, granüller, diskler şeklindedirler. Tüm hücrelerde bulunabilirler ancak yağ ve karbonhidratlardan daha az yaygındırlar. Protein kalıntılarının bir örneği, yumurtalardaki sarı ve tohumların endospermindeki aleuron taneleridir. Bu durumda protein granülleri embriyo için yedek besin maddesi görevi görür; diğer hücrelerde hücre elemanlarının daha fazla inşası için trofik (inşaat) malzemesidir. Protein kalıntıları, karbonhidrat ve yağ rezervlerinin tamamen tükendiği en uç durumda enerji rezervi görevi görebilir.

Bitki hücrelerinde, nişasta çoğunlukla çeşitli şekil ve boyutlarda taneler halinde biriktirilir ve nişasta tanelerinin şekli, her bitki türü ve belirli dokular için özeldir. Patates yumrularının, tahıl tanelerinin, baklagillerin vb. sitoplazması nişasta birikintileri açısından zengindir. Diğer polisakkaritler alt bitkilerde bulunur: paramiloid, kırmızı alg nişastası.

Karbonhidrat kapanımları hücrenin ana enerji rezervidir. 1 g karbonhidrat parçalandığında 17,6 kJ enerji açığa çıkar ve bu enerji ATP şeklinde birikir.

Yağ kapanımları. Sitoplazmadaki yağlar küçük damlacıklar halinde biriktirilir. Hem hayvanlarda hem de bitkilerde bulunurlar. Bazı hücrelerde çok az miktarda yağ kalıntısı vardır ve bunlar metabolik süreçte hücrenin kendisi tarafından sürekli olarak kullanılır, diğer hücrelerde ise büyük miktarlarda biriktirilir, örneğin bağ dokusunun yağ hücreleri, balıkların ve amfibilerin karaciğer epitel hücreleri. Siliatlar gibi birçok protozoa türünün sitoplazmasında da çok sayıda yağ damlacığı bulunur. Bitki tohumlarında çok miktarda yağ bulunur ve miktarı, tohumların (yağlı bitkiler) kuru ağırlığının% 70'ine kadar ulaşabilir.

Yağ biriktirme süreci herhangi bir hücre organeliyle ilişkili değildir; sitoplazmanın ana maddesinde biriktirilirler. Belirli koşullar altında yağ damlacıkları birbirleriyle birleşerek boyutlarını artırabilir, sonunda dev bir yağ damlacığı tüm hücreyi doldurur, sitoplazma ve çekirdek ölür ve hücre bir yağ torbasına dönüşür. Bu fenomene deniryağlı hücre dejenerasyonu. Bu süreç doğası gereği patolojik olabilir (örneğin, karaciğerin, kalp kasının vb. yağlı dejenerasyonu ile) veya vücudun yaşamında doğal bir süreç olabilir (örneğin, yağ bezlerinin hücreleri, deri altı yağ hücreleri). balina dokusu, foklar).

Yağlı kapanımlar aşağıdaki işlevleri yerine getirebilir:

1) hücrenin uzun vadeli enerji rezervidir (1 g yağın parçalanmasıyla 38,9 kJ enerji açığa çıkar);

2) termoregülasyon (örneğin, soğuk iklimlerde yaşayan hayvanlarda deri altı dokudaki yağ tabakası 1 m'ye ulaşır);

3) hareket sırasında şok emilimi (örneğin ayak tabanlarında, kara hayvanlarının pençelerinde, avuç içlerinde, iç organların çevresinde yağ katmanları);

4) kış uykusuna yatan hayvanlarda (örneğin ayı, porsuk, kirpi) besin sağlanması;

5) Kurak şartlarda yaşayan hayvanlarda vücutta metabolik su kaynağıdır (1 kg yağın parçalanmasıyla 1,1 kg su oluşur).

Salgı kapanımları

Sırlar, vücutta çeşitli hayati işlevleri yerine getiren hücrelerin anabolik reaksiyonlarının ürünleridir.

Salgı kapanımları salgı hücrelerinde taneler, granüller, damlalar şeklinde birikir. Kimyasal yapıları çok çeşitlidir. Bunlar proteinler, lipitler, ketonlar, alkoller, hidroklorik asit ve diğerleri olabilir. Pek çok bitkinin hücrelerinde kristalin kapanımlar da bulunur; çoğunlukla kalsiyum oksalatlar.

Salgı kapanımlarının işlevleri:

1) vücudun hayati fonksiyonlarının humoral düzenlenmesi (endokrin bezlerinin hücrelerindeki hormonlar);

2) gıda sindirimi süreçlerinin katalize edilmesi (sindirim sistemi bezlerinin hücrelerindeki enzimler);

3) sinapslarda uyarının iletilmesi (nöronların presinaptik uçlarındaki vericiler);

4) gençler için besinler (memelilerin meme bezlerindeki süt);

5) koruyucu işlev (amfibilerdeki mukus cildin kurumasını önler; hayvanlardaki zehirler ve toksinler düşmanlara karşı koruma sağlar ve avın öldürülmesine yardımcı olur).

Salgılar hücrelerden çeşitli yollarla uzaklaştırılır. Hücreden salgıların uzaklaştırılması yöntemine göre 3 tip salgı ayırt edilir:

1) merokrin salgı, hücreye zarar vermeden gözeneklerden uzaklaştırılır; böyle bir hücre sürekli olarak çalışır (örneğin midenin fundus bezleri);

2) apokrin salgı damlaları sitoplazmanın bir kısmına bağlanır; böyle bir hücre, restorasyonu için gerekli kesintilerle çalışır (örneğin tükürük bezleri, ter bezlerinin bir kısmı)

3) holokrin salgı hücrenin tamamını doldurur, sitoplazma ölür, hücre ölür ve salgı dolu bir keseye dönüşür; böyle bir hücre yalnızca bir kez işlev görür (örneğin yağ bezleri).

Boşaltım kapanımları

Boşaltım kalıntıları, hücre ve vücut tarafından kullanılmayan, genellikle toksik olan ve uzaklaştırılması gereken katabolik reaksiyonların ürünleridir. Dışkı sıvı (damla) ve katı (tane, granül) halde birikebilir.

Boşaltım kapanımlarının örnekleri arasında ter bezlerinin hücrelerindeki ter damlaları, böbrek tübüllerinin hücrelerindeki idrar bulunur. Birçok omurgasız hayvanın özel hücreleri vardır nefrositler , depolama tomurcukları olarak işlev görür. Dışkıyı biriktirirler ve daha sonra bunları ya bağırsaklara ya da vücut yüzeyine taşırlar ya da sitoplazmalarının bir parçası olarak bırakırlar. Golgi kompleksi toksik dışkıların ayrılmasında önemli bir rol oynar. Nefrosit örnekleri, annelidlerdeki kloragogen hücreleri, yumuşakçalar ve böceklerdeki perikardiyal hücreler ve silli solucanlar ve ascidianlardaki ekskretoforlardır.

Pigment kapanımları

Pigment kalıntıları granüller, taneler ve bazen de damlalar halinde bulunabilir. Başlıca işlevleri bitki ve hayvan hücrelerine ve bir bütün olarak vücuda renk vermektir. Ancak bazı durumlarda pigment kapanımları daha karmaşık işlevler gerçekleştirir. Örnek olarak hayvan ve bitki dünyasındaki bazı pigmentleri ele alalım.

Hayvan dünyasının pigmentleri:

1). Melanin Cildin bazal tabakasının hücrelerinde bulunan kahverengi bir pigment, derinin epiteline ve tüm türevlerine (insanlarda saç, hayvanlarda kürk, tırnaklar, pençeler, kuşlarda tüyler, sürüngenlerde pullar) renk verir. aynı zamanda gözün irisi. Hayvanlarda melanin çeşitli koruyucu renklendirme türleri oluşturur ve insanlarda ultraviyole radyasyona karşı koruma görevi görür.

2). Lipofuscin Granülleri hücrelerin ömrü boyunca ve özellikle yaşlandıkça ve ayrıca çeşitli dejeneratif süreçler sırasında biriken sarı bir pigment (“yaşlanma pigmenti”).

3). Lutein Hamileliğin korpus luteumunda bulunan sarı pigment.

4). Retinin retinanın görsel morunun bir parçası olan karakteristik bir pigment.

5). Hayvan solunum pigmentleri:

hemosiyanin bakır içeren pigment; rengini maviden (oksitlenmiş durumda) renksiz (indirgenmiş durumda) olarak değiştirebilir; kabuklularda, bazı salyangozlarda, kafadan bacaklılarda (kan plazmasında veya hemolenfte çözünmüş olarak) bulunur;

hemoeritrin demir içeren pigment; rengini kırmızıdan (oksitlenmiş durumda) renksiz (indirgenmiş durumda) olarak değiştirebilir; bazı annelidlerde bulunur (kan hücrelerinde bulunur);

klorokruorin demir de içeren bir pigment; rengini kırmızıdan (oksitlenmiş durumda) yeşile (indirgenmiş durumda) değiştirebilir; bazı poliket solucanlarda bulunur (kan plazmasında çözünmüş);

hemoglobin demir içeren pigment, rengini turuncu-kırmızıdan (oksitlenmiş durumda) mor-kırmızıya (indirgenmiş durumda) değiştirir. Bu, bazı yumuşakçalarda (kan plazmasında çözünmüş), bazı annelidlerde (plazmada veya hücrelerde), tüm omurgalılarda (kan kırmızı kan hücrelerinde) bulunan, doğadaki en yaygın solunum pigmentidir.

Bitki dünyasının pigmentleri:

1). Klorofil kloroplastların granasında bulunan ve fotosentez sürecinde rol oynayan yeşil pigment.

2). Karotenoid grubu karoten (turuncu), ksantofil (kırmızı), likopen (sarı); bu pigmentler kromoplastlarda bulunur ve meyvelere, tohumlara ve diğer bitki organlarına renk sağlar.

5). Fikobilinler alt bitkilerin pigmentleridir; Mavi-yeşil algler içerir fikosiyan (mavi pigment) ve kırmızı alglerin bileşimi fikoeritrin (kırmızı pigment).

Hücre rengindeki değişiklik pigmentlerin yeniden dağılımından kaynaklanmaktadır.

Ökaryotlar bitki, hayvan ve mantar krallıklarını içerir.

Ökaryotların temel özellikleri.

1. Hücre sitoplazma ve çekirdeğe bölünmüştür.
2. DNA'nın çoğu çekirdekte yoğunlaşmıştır. Hücrenin yaşam süreçlerinin çoğundan ve kalıtımın yavru hücrelere aktarılmasından sorumlu olan nükleer DNA'dır.
3. Nükleer DNA halkalar halinde kapanmayan iplikçiklere bölünmüştür.
4. DNA iplikçikleri kromozomların içinde doğrusal olarak uzar ve mitoz sırasında açıkça görülebilir. Somatik hücrelerin çekirdeğindeki kromozom seti diploiddir.
5. Dış ve iç membranlardan oluşan bir sistem geliştirilmiştir. İç kısımlar hücreyi ayrı bölmelere - bölmelere böler. Hücre organellerinin oluşumunda rol alın.
6. Çok sayıda organel vardır. Bazı organeller çift zarla çevrilidir: çekirdek, mitokondri, kloroplast. Çekirdekte, membran ve nükleer özsu ile birlikte nükleolus ve kromozomlar bulunur. Sitoplazma, kapanımların ve organellerin dağıtıldığı ana madde (matris, hiyaloplazma) ile temsil edilir.
7. Çok sayıda organel tek bir zarla sınırlıdır (lizozomlar, vakuoller vb.).
8. Ökaryotik bir hücrede genel ve özel öneme sahip organeller ayırt edilir. Örneğin: genel anlam – çekirdek, mitokondri, EPS, vb.; bağırsak epitel hücresinin emici yüzeyinin mikrovillusları, trakea ve bronş epitelinin kirpikleri özel öneme sahiptir.
9. Mitoz, genetik olarak benzer hücrelerin nesillerindeki karakteristik bir üreme mekanizmasıdır.
10. Cinsel sürecin karakteristiği. Gerçek seks hücreleri (gametler) oluşur.
11. Serbest nitrojeni sabitleyemez.
12. Aerobik solunum mitokondride gerçekleşir.
13. Fotosentez, genellikle grana'da düzenlenmiş olan, zar içeren kloroplastlarda gerçekleşir.
14. Ökaryotlar tek hücreli, filamentli ve gerçekten çok hücreli formlarla temsil edilir.

Ökaryotik bir hücrenin ana yapısal bileşenleri

organoidler

Çekirdek. Yapı ve işlevler.

Hücrenin çekirdeği ve sitoplazması vardır. Hücre çekirdeği bir zar, nükleer özsu, nükleolus ve kromatinden oluşur. Fonksiyonel rol nükleer zarfökaryotik bir hücrenin genetik materyalinin (kromozomlar) çok sayıda metabolik reaksiyonuyla birlikte sitoplazmadan izole edilmesinden ve ayrıca çekirdek ile sitoplazma arasındaki ikili etkileşimlerin düzenlenmesinden oluşur. Nükleer zarf, perinükleer boşlukla ayrılmış iki zardan oluşur. İkincisi sitoplazmik retikulumun tübülleri ile iletişim kurabilir.

Nükleer zarf, 80-90 nm çapında bir gözenek tarafından delinir. Yaklaşık 120 nm çapındaki gözenek bölgesi veya gözenek kompleksi, maddelerin ve yapıların nükleer sitoplazmik hareketlerini düzenlemek için karmaşık bir mekanizmayı gösteren belirli bir yapıya sahiptir. Gözeneklerin sayısı hücrenin işlevsel durumuna bağlıdır. Hücredeki sentetik aktivite ne kadar yüksek olursa sayıları da o kadar fazla olur. Hemoglobinin yoğun olarak oluştuğu ve biriktiği eritroblastlardaki alt omurgalılarda, nükleer membranın 1 μm 2'si başına yaklaşık 30 gözenek bulunduğu tahmin edilmektedir. Bu hayvanların çekirdeklerini koruyan olgun eritrositlerinde, 1 µg membran başına en fazla beş gözenek kalır; 6 kat daha az.

Tüy kompleksi bölgesinde sözde yoğun plaka - nükleer zarfın tüm iç zarının altında yatan protein tabakası. Bu yapı öncelikle destekleyici bir işlev görür, çünkü nükleer zarfın her iki zarı da tahrip edilse bile, varlığında çekirdeğin şekli korunur. Yoğun laminanın maddesiyle düzenli bağlantının, fazlar arası çekirdekteki kromozomların düzenli düzenlenmesini desteklediği de varsayılmaktadır.

Esas, baz, temel nükleer meyve suyu, veya matris, proteinleri oluşturur. Nükleer özsu, çekirdeğin iç ortamını oluşturur ve bu nedenle genetik materyalin normal işleyişinin sağlanmasında önemli bir rol oynar. Nükleer meyve suyu içerir filamentli, veya fibriller, proteinler, destek fonksiyonunun performansının ilişkili olduğu: matris aynı zamanda genetik bilginin birincil transkripsiyon ürünlerini de içerir - yine burada işlenen ve m-RNA'ya dönüşen heteronükleer RNA'lar (hn-RNA'lar) (bkz. 3.4.3.2).

Çekirdekçik oluşum ve olgunlaşmanın gerçekleştiği yapıyı temsil eder ribozomal RNA (rRNA). rRNA genleri, bir veya birkaç kromozomun (insanlarda 13-15 ve 21-22 çift vardır) belirli bölümlerini (hayvanın türüne bağlı olarak) işgal eder - nükleollerin oluşturulduğu alanlarda nükleolar düzenleyiciler. Metafaz kromozomlarındaki bu tür alanlar daralmaya benzer ve ikincil daralmalar. İLE Bir elektron mikroskobu kullanılarak nükleolusta filamentli ve granüler bileşenler tanımlanır. İpliksi (fibriler) bileşen, daha sonra olgun rRNA'nın daha küçük moleküllerinin oluşturulduğu protein ve dev RNA öncü moleküllerinden oluşan komplekslerle temsil edilir. Olgunlaşma süreci sırasında fibriller, granüler bileşeni temsil eden ribonükleoprotein tanelerine (granüllere) dönüşür.

Yığınlar halindeki kromatin yapıları, Nükleoplazmada dağılmış, hücre kromozomlarının varlığının fazlar arası bir formudur

sitoplazma

İÇİNDE sitoplazma ana maddeyi (matris, hiyaloplazma), kapanımları ve organelleri ayırt eder. Sitoplazmanın temel maddesi plazmalemma, nükleer zarf ve diğer hücre içi yapılar arasındaki boşluğu doldurur. Sıradan bir elektron mikroskobu, içindeki herhangi bir iç organizasyonu ortaya çıkarmaz. Hyaloplazmanın protein bileşimi çeşitlidir. En önemli proteinler glikoliz enzimleri, şeker metabolizması, azotlu bazlar, amino asitler ve lipitlerle temsil edilir. Bir dizi hiyaloplazmik protein, mikrotübüller gibi yapıların bir araya getirildiği alt birimler olarak görev yapar.

Sitoplazmanın ana maddesi, tüm hücre içi yapıları birleştiren ve birbirleriyle etkileşimlerini sağlayan hücrenin gerçek iç ortamını oluşturur. Matrisin birleştirici ve iskele oluşturma fonksiyonunun performansı, yüksek güçlü bir elektron mikroskobu kullanılarak tespit edilen, 2-3 nm kalınlığındaki ince fibrillerden oluşan ve tüm sitoplazmaya nüfuz eden bir mikrotrabeküler ağ ile ilişkilendirilebilir. Hyaloplazma yoluyla önemli miktarda madde ve yapı hücre içi hareketi meydana gelir. Sitoplazmanın ana maddesi, sol benzeri (sıvı) bir durumdan jel benzeri bir duruma geçebilen karmaşık bir koloidal sistemle aynı şekilde düşünülmelidir. Bu tür geçişler sürecinde çalışmalar yapılır. Bu tür geçişlerin işlevsel önemi için bkz. Bölüm. 2.3.8.

Kapsamalar(Şekil 2.5), rezerv besin maddeleri (yağ, glikojen), hücreden uzaklaştırılacak ürünler (salgı granülleri) ve balast maddeleri (bazı pigmentler) olarak görev yapan sitoplazmanın nispeten kararsız bileşenleri olarak adlandırılır.

Organeller - Bunlar hücrede hayati fonksiyonları yerine getiren sitoplazmanın kalıcı yapılarıdır.

Organeller izole edilmiştir Genel anlam Ve özel.İkincisi, belirli bir işlevi yerine getirmek üzere uzmanlaşmış hücrelerde önemli miktarlarda bulunur, ancak küçük miktarlarda da diğer hücre türlerinde de bulunabilirler. Bunlar arasında, örneğin bağırsak epitel hücresinin emici yüzeyinin mikrovillusları, trakea ve bronş epitelinin kirpikleri, sinaptik veziküller, sinir uyarımını bir sinir hücresinden diğerine veya çalışma organının bir hücresine taşıyan maddelerin taşınması, kas kasılmasının bağlı olduğu miyofibriller. Özel organellerin detaylı incelenmesi histoloji dersinin bir parçasıdır.

Genel öneme sahip organeller, kaba ve pürüzsüz bir sitoplazmik retikulum, bir lamel kompleksi, mitokondri, ribozomlar ve polisomlar, lizozomlar, peroksizomlar, mikrofibriller ve mikrotübüller, hücre merkezinin merkezcilleri formundaki tübüler ve vakuolar sistemin elemanlarını içerir. Bitki hücreleri ayrıca fotosentezin gerçekleştiği kloroplastları da içerir.

Kanaltsevaya Ve boşluk sistemi Membranlarla sınırlanan ve hücrenin sitoplazması boyunca yayılan, boru şeklinde veya düzleştirilmiş (sarnıç) boşlukların iletişim kurması veya ayrılmasıyla oluşturulur. Çoğu zaman tankların kabarcık benzeri genişlemeleri vardır. Adı geçen sistemde kaba Ve pürüzsüz sitoplazmik retikulum(bkz. Şekil 2.3). Kaba ağın yapısal bir özelliği, polisomların zarlarına bağlanmasıdır. Bu nedenle ağırlıklı olarak hücreden uzaklaştırılan, örneğin bez hücreleri tarafından salgılanan belirli bir protein kategorisinin sentezlenmesi işlevini yerine getirir. Kaba ağ alanında, sitoplazmik zarların protein ve lipitlerinin oluşumu ve bunların birleşmesi meydana gelir. Katmanlı bir yapıda yoğun bir şekilde paketlenmiş kaba ağın sarnıçları, en aktif protein sentezinin bölgeleridir ve bunlara denir. ergastoplazma.

Pürüzsüz sitoplazmik retikulumun zarları polisomlardan yoksundur. İşlevsel olarak bu ağ, karbonhidratların, yağların ve steroid hormonları (gonadlarda, adrenal kortekste) gibi diğer protein olmayan maddelerin metabolizmasıyla ilişkilidir. Maddeler, özellikle de glandüler hücre tarafından salgılanan materyal, tübüller ve sarnıçlar yoluyla sentez bölgesinden paketleme bölgesine granüller halinde taşınır. Karaciğer hücrelerinin düzgün ağ yapılarından zengin bölgelerinde zararlı toksik maddeler ve bazı ilaçlar (barbitüratlar) yok edilerek nötralize edilir. Düz çizgili kas ağının keseciklerinde ve tübüllerinde, kasılma sürecinde önemli bir rol oynayan kalsiyum iyonları depolanır (biriktirilir).

Ribozom - 20-30 nm çapında yuvarlak bir ribonükleoprotein parçacığıdır. Kombinasyonu haberci RNA'nın (mRNA) varlığında meydana gelen küçük ve büyük alt birimlerden oluşur. Bir mRNA molekülü genellikle birkaç ribozomu bir boncuk dizisi gibi birbirine bağlar. Bu yapıya denir polisom. Polizomlar sitoplazmanın ana maddesinde serbestçe bulunur veya kaba sitoplazmik retikulumun zarlarına bağlanır. Her iki durumda da aktif protein sentezi bölgesi olarak hizmet ederler. Bir yandan embriyonik farklılaşmamış ve tümör hücrelerinde, diğer yandan yetişkin bir organizmanın özel hücrelerinde serbest ve membrana bağlı polisomların sayısının oranının karşılaştırılması, proteinlerin hiyaloplazma polisomları üzerinde oluştuğu sonucuna varılmasına yol açtı. belirli bir hücrenin kendi ihtiyaçları için ("evde" kullanım için), granüler ağın polisomlarında hücreden çıkarılan ve vücudun ihtiyaçları için kullanılan proteinler sentezlenir (örneğin, sindirim enzimleri, anne sütü). proteinler).

Golgi katmanlı kompleksi Hücre başına birkaç ondan (genellikle yaklaşık 20) ​​birkaç yüze ve hatta binlerceye kadar sayıları olan bir diktiyom koleksiyonundan oluşur.

Diktiyozom(Şekil 2.6, A) kenarlarından keseciklerin (keseciklerin) bağlandığı 3-12 düzleştirilmiş disk şeklindeki sarnıç yığınıyla temsil edilir. Sarnıçların belirli bir alanla sınırlı (yerel) genişlemesi, daha büyük keseciklerin (vakuollerin) oluşmasına neden olur. Omurgalıların ve insanların farklılaşmış hücrelerinde diktiyomlar genellikle sitoplazmanın perinükleer bölgesinde toplanır. Lamel kompleksinde, içeriği proteinler ve hücreden çıkarılması gereken diğer bileşikler olan salgı kesecikleri veya vakuoller oluşur. Bu durumda sentez bölgesinden diktozoma giren salgı öncüsü (prosecret), içinde bazı kimyasal dönüşümlere uğrar. Aynı zamanda bir membran kabuğu ile kaplanmış "bölümler" şeklinde izole edilmiştir (ayrılmıştır). Lamel kompleksinde lizozomlar oluşur. Diktiyosomlar polisakkaritlerin yanı sıra bunların proteinler (glikoproteinler) ve yağlarla (glikolipitler) komplekslerini sentezler ve bunlar daha sonra hücre zarının glikokaliksinde bulunabilir.

Mitokondriyal kabuk, kimyasal bileşim, enzim seti ve fonksiyonlar bakımından farklılık gösteren iki zardan oluşur. İç zar yaprak şeklinde (krista) veya boru şeklinde (tübüller) girintiler oluşturur. İç zarın sınırladığı alan matris organeller. Bir elektron mikroskobu kullanılarak içinde 20-40 nm çapında taneler tespit edilir. Kalsiyum ve magnezyum iyonlarının yanı sıra glikojen gibi polisakkaritleri de biriktirirler.

Matris, organelin kendi protein biyosentez aparatını içerir. Histonlardan (prokaryotlarda olduğu gibi), ribozomlardan, bir dizi transfer RNA'sından (tRNA'lar), DNA replikasyonu için enzimlerden, transkripsiyondan ve kalıtsal bilgilerin çevrilmesinden yoksun dairesel bir DNA molekülünün 2 kopyasıyla temsil edilir. Temel özellikleri açısından: ribozomların boyutu ve yapısı, kendi kalıtsal materyalinin organizasyonu, bu aparat prokaryotlarınkine benzer ve ökaryotik bir hücrenin sitoplazmasındaki protein biyosentezi aparatından farklıdır (bu, simbiyotiği doğrular). mitokondrinin kökenine ilişkin hipotez; bkz. § 1.5). Kendi DNA'larının genleri, mitokondriyal rRNA ve tRNA'nın yanı sıra, esas olarak iç zarı olmak üzere organelin bazı proteinlerinin amino asit dizilerini kodlar. Çoğu mitokondriyal proteinin amino asit dizileri (birincil yapı), hücre çekirdeğinin DNA'sında kodlanır ve sitoplazmada organelin dışında oluşturulur.

Mitokondrinin ana işlevi, belirli kimyasallardan enzimatik olarak enerji çıkarmak (onları oksitleyerek) ve enerjiyi biyolojik olarak kullanılabilir bir biçimde depolamaktır (adenozin trifosfat -ATP moleküllerini sentezleyerek). Genel olarak bu işleme denir oksidatif(dağılma. Matris bileşenleri ve iç zar, mitokondrinin enerji fonksiyonuna aktif olarak katılır. ADP'nin ATP'ye oksidasyonla ilişkili fosforilasyonunu katalize eden elektron taşıma zinciri (oksidasyon) ve ATP sentetazı bu membranla ilişkilidir. Mitokondrinin yan fonksiyonları arasında steroid hormonlarının ve bazı amino asitlerin (glutamik) sentezine katılım yer alır.

Lizozomlar(Şekil 2.6, İÇİNDE) genellikle 0,2-0,4 µm çapında kabarcıklardır ve düşük pH değerlerinde nükleik asitlerin, proteinlerin, yağların ve polisakkaritlerin hidrolitik (sulu ortamda) parçalanmasını katalize eden bir dizi asit hidrolaz enzimi içerir. Kabukları, bazen dış kısmı lifli bir protein tabakasıyla kaplanan tek bir zardan oluşur (elektron kırınım modellerinde "sınırlı" kabarcıklar vardır). Lizozomların işlevi, çeşitli kimyasal bileşiklerin ve yapıların hücre içi sindirimidir.

Birincil lizozomlar(çap 100 nm) aktif olmayan organeller olarak adlandırılır, ikincil - Sindirim sürecinin gerçekleştiği organeller. İkincil lizozomlar birincil olanlardan oluşur. Bunlar bölünmüştür heterolizozomlar(fagolizozomlar) ve otolizozomlar(sitolizozomlar). İlk olarak (Şekil 2.6, G) Hücreye dışarıdan giren materyal pinositoz ve fagositoz yoluyla sindirilir ve ikinci olarak hücrenin işlevini tamamlayan kendi yapıları yok edilir. Sindirim işleminin tamamlandığı sekonder lizozomlara denir. artık cisimler(telolizozomlar). Hidrolazlardan yoksundurlar ve sindirilmemiş materyal içerirler.

Mikro cisimler kolektif bir organel grubu oluşturur. Bunlar, ince taneli bir matris ve genellikle kristalloid veya amorf protein kapanımları içeren bir membranla sınırlı, 0.1-1.5 μm çapında veziküllerdir. Bu grup özellikle şunları içerir: peroksizomlar. Hidrojen peroksit oluşumunu katalize eden oksidaz enzimleri içerirler; bu toksik olduğundan daha sonra peroksidaz enziminin etkisiyle yok edilir. Bu reaksiyonlar, örneğin karaciğer ve böbrek hücrelerinde ürik asit değişimi gibi çeşitli metabolik döngülerde rol oynar. Karaciğer hücresinde peroksizom sayısı 70-100'e ulaşır.

Genel öneme sahip organeller ayrıca sitoplazmanın membransız bazı kalıcı yapılarını da içerir. Mikrotübüller(Şekil 2.6, D) - dış çapı 24 nm, lümen genişliği 15 nm ve duvar kalınlığı yaklaşık 5 nm olan çeşitli uzunluklarda boru şeklinde oluşumlar. Hücrelerin sitoplazmasında serbest halde veya flagella, silia, mitotik iğler ve sentriollerin yapısal elemanları olarak bulunurlar. Serbest mikrotübüller ve silia, flagella ve centrioles mikrotübülleri, örneğin kimyasal (kolşisin) gibi yıkıcı etkilere karşı farklı dirençlere sahiptir. Mikrotübüller, polimerizasyonları yoluyla kalıplaşmış protein alt birimlerinden oluşturulur. Canlı bir hücrede polimerizasyon işlemleri, depolimerizasyon işlemleriyle aynı anda gerçekleşir. Bu işlemlerin oranı mikrotübüllerin sayısını belirler. Serbest durumda mikrotübüller, hücrelerin şeklini belirleyen destekleyici bir işlevi yerine getirir ve aynı zamanda hücre içi bileşenlerin yönsel hareketinde de faktörlerdir.

Mikrofilamentler(Şekil 2.6, e) uzun, ince yapılar olarak adlandırılır, bazen demetler oluşturur ve sitoplazma boyunca bulunur. Mikrofilamentlerin birkaç farklı türü vardır. Aktin mikrofilamentleriİçlerinde kasılma proteinlerinin (aktin) bulunması nedeniyle, örneğin ameboid gibi hücresel hareket formlarını sağlayan yapılar olarak kabul edilirler. Ayrıca organellerin ve hiyaloplazma alanlarının hücre içi hareketlerinin organizasyonunda iskelet rolü ve katılımla da tanınırlar.

Plazmalemma altındaki hücrelerin çevresi boyunca ve ayrıca perinükleer bölgede, 10 nm kalınlığında mikrofilament demetleri bulunur - ara filstentler. Epitel, sinir, glial, kas hücreleri, fibroblastlarda farklı proteinlerden oluşurlar. Ara filamentler görünüşe göre mekanik bir iskele işlevi görüyor.

Aktin mikrofibrilleri ve mikrotübüller gibi ara filamentler alt birimlerden oluşur. Bu nedenle miktarları polimerizasyon ve depolimerizasyon işlemlerinin oranına bağlıdır.

Hayvan hücreleri, bitki hücrelerinin parçaları, mantarlar ve algler için karakteristik çağrı Merkezi, sentriyolleri içerir. Sentriol(elektron mikroskobu altında) yaklaşık 150 nm çapında ve 300-500 nm uzunluğunda "içi boş" bir silindir görünümündedir. Duvarı 9 üçlü olarak gruplandırılmış 27 mikrotübülden oluşur. Sentriollerin işlevi, yine mikrotübüller tarafından oluşturulan mitotik iğ ipliklerinin oluşumunu içerir. Sentrioller hücre bölünmesi sürecini polarize ederek, mitozun anafazında kardeş kromatidlerin (kromozomlar) ayrılmasını sağlar.

Ökaryotik bir hücre, hücre içi liflerden (Halkalar) oluşan bir hücresel iskelete (hücre iskeleti) sahiptir - 20. yüzyılın başlarında, 1970'lerin sonunda yeniden keşfedildi. Bu yapı hücrenin kendi şeklini almasını, bazen de değiştirmesini sağlar. Sitoplazma hareket halindedir. Hücre iskeleti organel transferi sürecine dahil olur ve hücre yenilenmesine katılır.

Mitokondri, çift zarlı (0,2-0,7 µm) ve farklı şekillerdeki karmaşık oluşumlardır. İç zarın kristaları vardır. Dış zar hemen hemen tüm kimyasallara karşı geçirgendir, iç zar ise yalnızca aktif taşınmaya karşı geçirgendir. Membranların arasında matris bulunur. Mitokondri enerjiye ihtiyaç duyulan yerde bulunur. Mitokondride bir ribozom sistemi, bir DNA molekülü bulunur. Mutasyonlar meydana gelebilir (66'dan fazla hastalık). Kural olarak, yetersiz ATP enerjisiyle ilişkilidirler ve sıklıkla kardiyovasküler yetmezlik ve patolojilerle ilişkilendirilirler. Mitokondri sayısı farklıdır (bir tripanozom hücresinde 1 mitokondri vardır). Miktar yaşa, fonksiyona, doku aktivitesine (karaciğer - 1000'den fazla) bağlıdır.

Lizozomlar, temel bir zarla çevrili organlardır. 60 enzim içerir (40 lizozomal, hidrolitik). Lizozomun içinde nötr bir ortam vardır. Düşük pH değerleri ile aktive olup sitoplazmaya girerler (kendi kendine sindirim). Lizozom membranları sitoplazmayı ve hücreyi yıkımdan korur. Golgi kompleksinde (hücre içi mide; harcanmış hücre yapılarını geri dönüştürebilirler) oluşurlar. 4 tip var. 1-birincil, 2-4 – ikincil. Endositoz yoluyla hücreye bir madde girer. Bir dizi enzim içeren birincil lizozom (depolama granülü) maddeyi emer ve bir sindirim vakuolü oluşur (tam sindirimle, düşük moleküler ağırlıklı bileşiklere parçalanma meydana gelir). Sindirilmemiş kalıntılar, birikebilecek (lizozomal depo hastalıkları) artık cisimlerde kalır. Embriyonik dönemde biriken artık cisimler gargaleizme, deformitelere ve mukopolisakkaridozlara neden olur. Otofaji lizozomları hücrenin kendi yapılarını (gereksiz yapılar) yok eder. Golgi kompleksinin parçaları olan mitokondriyi içerebilir. Genellikle oruç sırasında oluşur. Diğer hücrelere (kırmızı kan hücreleri) maruz kaldığında ortaya çıkabilir.