Энергетические потоки в живой клетке и морфофункциональные особенности органоидов, участвующих в этих процессах.
Обмен веществ и энергии – метаболизм – процесс, лежащий в основе явлений жизни. Именно метаболизм обусловливает единство организма со средой. Этот процесс непрерывно протекает во всех органах, тканях и клетках, и обеспечивает самообновление.
Непрерывный обмен веществ и энергии возможен благодаря тому, что живые организмы являются открытыми системами. Это значит, что с пищей, водой, при газообмене в организм из окружающей среды поступают разнообразные химические соединения. В организме эти соединения подвергаются глубоким изменениям и превращениям, затем после преобразования входят в морфологическую структуру организма. Через некоторое время эти вещества подвергаются разрушению, освобождая скрытую в них энергию. Разрушенную структуру заменяет новая структура.
Поток веществ и энергии обуславливают спмовоспроизведение и самообновление.
Самовоспроизведение осуществляется на всех уровнях: молекулярном, субклеточном, клеточном, организменном. Этим обусловлено самообновление на всех уровнях. Обновление на каждом уровне является следствием координированного самовоспроизведения на нижележащем уровне.
Принцип компартментализации и роль органоидов в этом процессе.
Высокая упорядоченность внутреннего содержимого эукариотической клетки достигается путем компартментализации ее объема — подразделения на «ячейки», отличающиеся деталями химического (ферментного) состава.
|
|
|
Компартментализация способствует пространственному разделению веществ или процессов в клетке. Отдельный компартмент представлен органеллой (лизосома) или ее частью (пространство, ограниченное внутренней мембраной митохондрии). Важная роль в осуществлении компартментализации принадлежит биологическим мембранам, которые выполняют ряд функций; отграничивающую (барьерную), регуляции и обеспечения избирательной проницаемости веществ, образования поверхностей раздела между водной (гидрофильной) и неводной (гидрофобной) фазами с размещением на этих поверхностях определенных ферментных комплексов. Благодаря присутствию липидов (жировых веществ) мембраны формируют гидрофобную внутриклеточную фазу как компартмент для химических реакций в неводной среде. Молекулярный состав мембран, набор соединений и ионов, адсорбированных на их поверхностях неодинаков, что обусловливает их функциональную специализацию. Включение в мембрану молекул рецепторов делает ее восприимчивой к биологически активным соединениям, например гормонам.
В настоящее время большей популярностью пользуется точка зрения, согласно которой мембрана составлена из бимолекулярного слоя липидов. Гидрофобные участки их молекул повернуты друг к другу, а гидрофильные находятся на поверхности слоя. Разнообразные белковые молекулы встроены в этот слой или адсорбированы на его поверхностях.
|
|
|
Благодаря компартментализации клеточного объема в эукариотической клетке наблюдается разделение функций между разными структурами. Одновременно различные органеллы закономерно взаимодействуют друг с другом.
Лизосомы, их виды и роль в клетке.
Лизосома —клеточный органоид размером 0,2 — 0,4 мкм, один из видов везикул. Эти одномембранные органоиды — часть эндомембранной системы клетки. Представляют собой субмикроскопические структуры, связанные с пищеварительной деятельностью клетки.
Лизосомы представляют собой крайне полиморфные образования, строение которых можно рассмотреть только в электронном микроскопе. Их разнообразие связано с тем, что они заполнены разными веществами и структурами, находящимися на различных стадиях расщепления и переваривания. Простейшие лизосомы (протолизосомы или первичные лизосомы) – это окруженные мембраной пузырьки с гомогенным содержимым, локализующиеся около аппарата Гольджи.
|
|
|
Вторичные лизосомы образуются из первичных лизосом либо в связи с процессом фагоцитоза, либо в результате аутолиза.
В результате фагоцитоза в цитоплазме клеток появляются фагосомы – вакуоли, окруженные фрагментом плазматической мембраны, внутри которых находится захваченная частица. Эти фагосомы с первичными лизосомами, образуют пищеварительные вакуоли – одну из разновидностей вторичных лизосом. Под действием гидролаз внутри пищеварительной вакуоли происходит расщепление захваченных макромолекул до мономеров, которые используются клеткой.
Лизосома может быть использована вторично и вновь соединиться уже с другой фагосомой. В других случаях она работает лишь один раз и, исчерпав свои возможности, в новый пищеварительный процесс уже вступить не может.
В результате процесса аутолиза образуется другая разновидность вторичных лизосом – так называемые аутолизосомы.
Лизосомы играют роль и для внеклеточных процессов и имеют приспособительное значение для организма в целом.
13. Канальцевая и вакуолярная система клетки.
Вакуолярная система — совокупность одномембранных органелл цитоплазмы. В нее входят: гЭПС, КГ, лизосомы, аЭПС, пероксисомы. Они обеспечивают синтез и транспорт внутриклеточных биополимеров и продуктов секреции, выводимых из клетки; поглощение путем фагоцитоза; биосинтез липидов, дезактивацию ядов путем окисления до безвредных продуктов; разрушение активных форм кислорода и другое.
|
|
|
ЭПС - компонент цитоплазмы представляет собой совокупность вакуолей, плоских мембранных мешков или трубчатых образований, создающих как бы мембранную сеть внутри цитоплазмы. Различают два типа — гранулярную и агранулярную.
Гранулярная ЭПС на ультратонких срезах представлена замкнутыми мембранами, которые образуют на сечениях уплощенные мешки, цистерны, трубочки. Рибосомы, связанные с мембранами ЭПС, участвуют в синтезе белков, выводимых из данной клетки.
Агранулярная ЭПС также представлена мембранами, образующими мелкие вакуоли, трубки, канальцы, которые могут ветвиться, сливаться друг с другом. На ее мембранах нет рибосом.
Аппарат Гольджи представлен мембранными структурами, собранными вместе в небольших зонах. Аппарат Гольджи участвует в накоплении продуктов, синтезированных в цитоплазматической сети, в их химических перестройках, созревании; в его цистернах происходят синтез полисахаридов, осуществляется процесс выведения готовых секретов за пределы секреторной клетки.
Лизосомы — это класс вакуолей, с одиночной мембраной. Имеют гидролитические ферменты — гидролазы расщепляющие биополимеры. Среди лизосом можно выделить 3 типа: первичные лизосомы, вторичные лизосомы (фаголизосомы и аутофагосомы) и остаточные тельца.
Пероксисомы — небольшие овальной формы тельца, ограниченные мембраной, содержащие гранулярный матрикс, в центре которого видны кристаллоподобные структуры, состоящие из фибрилл и трубок. Каталаза пероксисом играет важную защитную роль, так как Н2О2 является токсичным веществом для клетки.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 154; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!