какие знакомые органеллы вам встретились какие органеллы вы видите на 1 28

Органелла: определение, функция, типы и примеры

Определение органеллы

Изображения ниже являются представлениями растение, животные и бактериальные клетки, показывающие общие органеллы.

Есть три основные проблемы для клеток, поскольку они создают органеллы. Первое – это формирование и созревание основных строительных блоков органеллы. Это включает мембрану, ее мембраносвязанные макромолекулы и цитоскелетный механизм, который формирует органеллу. Кроме того, органелла должна содержать правильные химические вещества – белки, аминокислоты липиды, углеводы или их мономеры, а также кофакторы, ферменты и сигнальные молекулы. Эти молекулы должны быть специфически и часто активно транспортироваться в эти субклеточные компартменты. Наконец, органеллы должны поддерживаться в течение всей жизни клетки и аккуратно разделяться во время деление клеток, Существует множество различных стратегий, используемых клетками в живом мире для выполнения этих задач.

Различные типы клеток часто имеют преобладание определенной органеллы в зависимости от их основной роли в организме. Например, клетки паренхима в листьях полно хлоропластов, а клетки, образующие корень, часто лишены этой органеллы. Активный одноклеточный организм такой как парамеция может иметь быстро меняющийся вакуоль, Клетки, участвующие в белке секреция обычно имеют хорошо развитую сеть Гольджи и видные шероховатой эндоплазматической сети.

Примеры органелл

В эукариотических организмах почти каждая клетка имеет ядро ​​(за исключением красного млекопитающего кровь клетки). Другие распространенные органеллы: митохондрии, пластиды (среди автотрофов), эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли. Некоторые специальные клетки, такие как нейроны, также содержат синаптические пузырьки. Все эти структуры связаны с мембраной. Макромолекулярные комплексы, такие как рибосомы, сплайсосомы, центриоли и центросомы, не окружены мембраной, но являются важными органеллами в большинстве клеток, выполняя жизненно важные функции, такие как организация цитоскелет, синтезирующих белки и перерабатывающих РНК.

бактерии содержат как белковые и липидные органеллы. Они могут быть изготовлены из простой монослойной мембраны (например, карбоксисомы) или из бислоя (магнитосомы). Органеллы у прокариот в настоящее время изучаются более широко, особенно с появлением лучших экспериментальных инструментов.

Типы органелл

Органеллы можно классифицировать несколькими способами. Простейшая классификация основана на их происхождении: присутствуют ли они у прокариот или эукариот. В то время как многие важные биохимические пути между этими двумя клеточными линиями имеют общую родословную, сложный план клеток разделяет большинство эукариотических клеток. Происхождение этого специфического вида сложности не очень известно. Эукариоты способны проводить тонко регулируемые цепочки биохимических реакций, прежде всего благодаря своей способности иметь субклеточную специализацию. Кроме того, присутствие органелл, которые могут генерировать АТФ, также обеспечивает энергию для управления этими метаболическими реакциями и поддержания более крупной клетки. С другой стороны, прокариотический генетический материал расположен в полуорганизованных областях, называемых нуклеоидами, которые обычно рассматриваются как часть цитоплазмы, которая содержит большую часть генетического материала клетки. Магнитосомы являются еще одним видом прокариотической органеллы, практически уникальным в связи с липидный бислой, Эти структуры образованы актиноподобными цитоскелетными структурами, которые участвуют в формировании и расположении органеллы в клетке.

Однако эта упрощенная классификация иногда сталкивается с трудностями, особенно с такими структурами, как митохондрии или хлоропласты, которые считаются древними эндосимбионтами. Однако, как правило, прокариотические органеллы часто проще с меньшей сложностью с точки зрения химического состава и структуры мембраны.

Даже в эукариотических клетках наличие и природа мембраны вокруг субклеточного компартмента является распространенным методом классификации. В то время как основные отсеки, такие как лизосомы и эндоплазматическая сеть связаны липидным бислоем, многие важные, но меньшие органеллы свободно взаимодействуют с цитоплазматической средой. Эти органеллы не заполнены жидкостью, а представляют собой сплошную массу белков, РНК или обоих. Рибосомы и сплайсосомы являются общими примерами для органелл, которые не связаны с мембраной. Некоторые люди также классифицируют клеточные стенки растений и бактерий, так как они созданы в основном из целлюлозы. Тем не менее, он расположен за пределами клеточная мембрана и, следовательно, нельзя по-настоящему считать внутриклеточную структуру.

Наконец, некоторые органеллы могут размножаться независимо от клеточный цикл потому что они содержат свой собственный генетический материал. Здесь пластиды и митохондрии имеют особое значение. Однако, хотя они размножаются, даже когда клетка находится в фазе G0, им необходимо импортировать большую часть механизма дупликации из цитоплазмы, тем самым делая их тесно связанными с потребностями клетки. Митохондрии и хлоропласты содержат уникальный генетический материал, независимый от остальной части ядра, и во многих случаях их количество в клетке может изменяться. Например, мускул волокна, которые сталкиваются с увеличением их потребности в АТФ, часто реагируют, увеличивая количество митохондрий в клетке. Растения и другие автотрофы могут демонстрировать аналогичные адаптации с хлоропластами.

Функции органелл

Деятельность одной клетки отражает деятельность организма. Клетка поглощает питательные вещества, переваривает и трансформирует их, метаболизирует их с образованием более крупных молекул, дышит и выпускает отходы Большинство клеток даже способствуют поддержанию внеклеточной среды, мало чем отличающейся от существования многих вид в рамках социальных структур.

питание

одноклеточный организмы поглощают пищу как крупные частицы из окружающей среды и подвергаются внутриклеточному пищеварению. Это требует присутствия органелл, таких как пищевые вакуоли или фагосомы и лизосомы, для переноса пищеварительных ферментов. За многоклеточный организмы, некоторые специализированные структуры доставляют питательные вещества в клетку, которая затем забирает их навалом или через специальные транспортеры. У большинства крупных животных пищеварительная система заботится о приеме пищи и расщеплении пищи на мономерные единицы, такие как глюкоза и аминокислоты. Ферменты, необходимые для этого процесса, синтезируются в грубой эндоплазматической сети и секретируются через сеть Гольджи. Переваренная пища доставляется в каждую камеру через сердечно-сосудистая система, который затем позволяет пассивный транспорт или использует энергию, чтобы активно поглощать питательные вещества.

Транспорт

Внутриклеточный транспорт часто управляется через перекрещивающиеся нити цитоскелета, которые действуют как коридоры. Эти нити образуют ряд путей, которые позиционируют органеллы и транспортные материалы. В этом упражнении им помогают моторные белки, которые обычно содержат два домена – один для взаимодействия с грузом, а другой для навигации по цитоскелетному филаменту. Например, большинство нейронов содержат длинный аксон, который проводит электрические импульсы по своей длине. Синаптические везикулы, содержащие нейротрансмиттеры, часто заполняют конец аксона и необходимы для передачи электрического сигнала от одного нейрона к другому в синапсе. Компоненты этих пузырьков перемещаются к синапсу по пути, созданному микротрубочками. Моторные белки, называемые кинезинами, приводят их в движение. Другие материалы, такие как ферменты или пептидные гормоны транспортируются через сеть Trans Golgi для использования клеткой или для высвобождения через экзоцитоз.

Наиболее драматичные события внутриклеточного транспорта происходят во время деления клеток. Хромосомы точно сегрегируются и транспортируются к противоположным полюсам клетки с помощью сложных и жестко регулируемых клеточных механизмов. Это включает в себя центросомы, динамические микротрубочек договоренности и множественные изменения хромосома структура.

пищеварение

Лизосомы являются основными структурами, участвующими во внутриклеточном пищеварении. Они содержат ряд гидролитических ферментов, которые активируются кислотным рН этих органелл. Эти ферменты синтезируются в неактивной форме в цитоплазме, а затем переносятся в органеллу через трансмембранные каналы. Лизосомы могут сливаться с другими органеллами, такими как фагосомы, для общего переваривания. Это играет важную роль и в иммунитете, когда патогенные микроорганизмы попадают в клетки иммунной системы и разрушаются под действием мощных гидролитических ферментов.

Поколение АТФ

Гетеротрофы часто полагаются на митохрондрию для аэробного дыхания и генерация АТФ. Автотрофы направляют энергию солнечного излучения или других химических процессов для образования высокоэнергетических связей в АТФ. Мембранные структуры обеих этих органелл важны для генерации АТФ.

Контроль и регулирование

викторина

1. Что из этого является функцией митохондрий?A. ATP и GTP поколенияB. Деление клетокC. Передача ядерного генетического материалаD. Все вышеперечисленное

Ответ на вопрос № 1

верно. Как АТФ, так и ГТФ могут генерироваться во время цикла Креба в митохондриях. Хотя митохондрии могут продублироваться внутри клетки, их основная функция заключается не в том, чтобы участвовать в процессе деления клетки. Точно так же, хотя передача ядерного генетического материала является энергоемким процессом, нецелесообразно вовлекать митохондрии в этот процесс.

2. Какое из этих утверждений верно для внутриклеточного транспорта?A. Моторные белки, называемые кинезинами, несут синаптические пузырьки по пути, основанному на актине.B. Центросомы важны в сегрегации хромосом во время деления клетокC. Гладкая эндоплазматическая сеть участвует в синтезе и секреции белковD. Все вышеперечисленное

Ответ на вопрос № 2

В верно. Сегрегация хромосом во время деления клеток включает в себя ряд белков и мультибелковых структур и органелл, а также центросома играет важную роль в этом процессе. Моторные белки, которые несут синаптические пузырьки, обычно путешествуют вдоль микротрубочек, а не актиновых филаментов. Гладкая эндоплазматическая сеть в основном участвует в метаболизме и синтезе липидов. Грубый эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи являются структурами, определяющими синтез белков, которые должны секретироваться посредством экзоцитоза.

Ответ на вопрос № 3

Источник

Органеллы клетки и их функции

Органеллы клетки и их функции

Основные группы органелл. Органеллы — постоянные внутриклеточные структуры, имеющие определённое строение и выполняющие соответствующие функции. Органеллы делятся на две группы: мембранные и немембранные. Мембранные органеллы представлены двумя вариантами: двумембранным и одномем-бранным. Двумембранными компонентами являются пластиды, митохондрии и клеточное ядро. К одномембранным относятся органеллы вакуолярной системы — эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли растительных и грибных клеток, пульсирующие вакуоли и др. К немембранным органеллам принадлежат рибосомы и клеточный центр, постоянно присутствующие в клетке. Выраженность элементов цитоскелета (постоянного компонента клетки) может значительно меняться в течение клеточного цикла — от полного исчезновения одного компонента (например, цитоплазматических трубочек во время деления клетки) до появления новых структур (веретена|веретёна деления).

Общим свойством мембранных органелл является то, что все они построены из липопротеидных плёнок (биологических мембран), замыкающихся сами на себя так, что образуются замкнутые полости, или отсеки|отсеки. Внутреннее содержимое этих отсеков всегда отличается от гиалоплазмы.

Двумембранные органеллы. К двумебранным органеллам относятся пластиды и митохондрии. Пластиды —характерные|характерные органеллы клеток автотрофных эукариотических организмов. Их окраска, форма и размеры весьма разнообразны. Различают хло-ропласты, хромопласты и лейкопласты.

Схема строения хлоропласта: I —наружная мембрана; 2 — рибосомы; 3 — пластоглобулы; 4 — граны; 5 — тилакоиды; 6 — матрице; 7 —ДНК; 8 — внутренняя мембрана; 9 —межмембранное пространство.

Наружная мембрана отграничивает жидкую внутреннюю гомогенную среду|среду хлоропласта — строму (матрикс). В строме содержатся белки|белки, липиды, ДНК (кольцевая молекула), РНК, рибосомы и запасные|запасные вещества (липиды, крахмальные и белковые зерна|зёрна) а также ферменты, участвующие в фиксации углекислого газа.

Внутренняя мембрана хлоропласта образует впячивания внутрь стромы —тилакоиды, или ламеллы, которые имеют форму уплощённых мешочков (цистерн). Несколько таких тилакои-дов, лежащих друг над другом|другом, образуют грану, и в этом случае они называются тилакоидами граны. Именно в мембранах тила-коидов локализованы светочувствительные пигменты, а также переносчики электронов и протонов, которые участвуют в поглощении и преобразовании энергии света.

Хлоропласты в клетке осуществляют процесс фотосинтеза.

Лейкопласты — мелкие бесцветные пластиды различной формы. Они бывают шаровидными, эллипсоидными, гантелевид-ными, чашевидными и т. д. По сравнению с хлоропластами у них слабо|слабо развита|развита внутренняя мембранная система.

Лейкопласты в основном встречаются в клетках органов|органов, скрытых от солнечного света (корней, корневищ, клубней, семян). Они осуществляют вторичный синтез и накопление запасных|запасных питательных веществ — крахмала, реже жиров и белков.

Хромопласты отличаются от других пластид своеобразной формой (дисковидной, зубчатой, серповидной, треугольной, ром-

бической и др.) и окраской (оранжевые, жёлтые, красные). Хромопласты лишены хлорофилла и поэтому не способны к фотосинтезу. Внутренняя мембранная структура их слабо|слабо выражена.

Хромопласты присутствуют в клетках лепестков многих растений (лютиков, калужниц, нарциссов, одуванчиков и др.), зрелых плодов (томаты, рябина, ландыш, шиповник) и корнеплодов (морковь, свёкла), а также листьев в осеннюю пору. Яркий цвет этих органов|органов обусловлен различными пигментами, относящимися к группе каргиноидов, которые сосредоточены в хромопластах.

Всё|Все типы пластид генетически родственны друг другу, и одни их виды могут превращаться в другие:

Таким образом, весь процесс взаимопревращений пластид можно представить в виде ряда изменений, идущих в одном направлении — от пропластид до хромопластов.

Митохондрии—неотъемлемые компоненты всех эукариоти-ческих клеток. Они представляют собой гранулярные или нитепо-добные структуры толщиной 0,5 мкм и длиной до 7—10 мкм.

Митохондрии ограничены двумя мембранами — наружной и внутренней. Между внешней и внутренней мембранами имеется так называемое перимитохондриалъное пространство, которое является местом скопления ионов водорода Н+Наружная митохондриальная мембрана отделяет её от гиало-плазмы. Внутренняя мембрана образует множество впячиваний внутрь митохондрий — так называемых крист. На мембране крист или внутри неё располагаются ферменты, в том числе переносчики электронов и ионов водорода Н+, которые участвуют в кислородном дыхании. Наружная мембрана отличается высокой проницаемостью, и многие соединения легко проходят через неё. Внутренняя мембрана менее проницаема. Ограниченное ею внутреннее содержимое митохондрии <матрикс)по составу близко к цитоплазме. Матрикс содержит различные белки|белки, в том числе ферменты, ДНК (кольцевая молекула), всё|все типы РНК, аминокислоты|аминокислоты, рибосомы, ряд витаминов. ДНК обеспечивает некоторую генетическую автономность митохондрий, хотя в целом их работа координируется ДНК ядра|ядра.

Схема строения митохондрии: а — продольный разрез; 6 — схема трёхмерного строения; 1 — внешняя мембрана; 2 — матрикс; 3 —межмембранное пространство; 4 — гранула; 5 —ДНК; 6 — внутренняя мембрана; 7 — рибосомы.

В митохондриях осуществляется кислородный этап клеточного дыхания.

Одномембранные органеллы. В клетке синтезируется огромное количество различных веществ. Часть из них потребляется на собственные нужды|нужды (синтез АТФ, построение органелл, накопление питательных веществ), часть выводится из клетки и используется на построение оболочки (клетки растений и грибов), глико-каликса (животные клетки). Клеточными секретами являются также ферменты, гормоны, коллаген, кератин и т. д. Накопление этих веществ и перемещение их из одной части клетки в другую либо выведение за её пределы происходит в системе замкнутых цитоплазматических мембран — эндоплазматической сети, или эндоплазматическом ретикулуме, и комплексе Гольджи, составляющих транспортную систему клеток.

В клетке существует два типа эндоплазматического ретикулу-ма: гранулярный (шероховатый) и агранулярный (гладкий). Гранулярный эндоплазматический ретикулум густо усеян рибосомами, на которых осуществляется биосинтез белка|белка. Синтезируемые белки|белки проходят через мембрану в каналы и полости эндоплазматического ретикулума, изолируются от цитоплазмы, накапливаются там, дозревают и перемещаются в другие части клетки либо в комплекс Гольджи в специальных мембранных пузырьках, которые отшнуровываются от цистерн эндоплазмати-ческого ретикулума.

Схема строения шероховатого (1) и гладкого (2) эндоплазматического ретикулума.

Функции эндоплазматического ретикулума следующие:

Схема строения аппарата Голъджи: 1 — пузырьки; 2 — цистерны.

К комплексу Гольджи доставляются вещества, синтезируемые в эндоплазматическом ретикулуме. От цистерн эндоплазматического ретикулума отшнуровываются пузырьки, которые соединяются с цистернами комплекса Гольджи, где эти вещества модифицируются и дозревают.

Пузырьки комплекса Гольджи участвуют в формировании цитоплазматической мембраны и стенок клеток растений после деления, а также в образовании вакуолей и первичных лизосом.

Органоиды клетки и их функции

Органоиды клетки — постоянные клеточные структуры, клеточные органы|органы, обеспечивающие выполне­ние специфических функций в процессе жизнедеятельнос­ти клетки — хранение и передачу генетической информации, перенос веществ, синтез и превращения ве­ществ и энергии, деление, движение и др.

К органоидам (органеллам) клеток эукариот относятся:

В животных клетках присутствуют также центриоли, микрофибриллы, а в растительных — свойственные только им пластиды.

Иногда к органоидам клеток эукариот отно­сят и ядро в целом.

Прокариоты лишены большинства органоидов, у них имеются лишь клеточная мембрана и рибосомы, отличающиеся от цитоплазматических рибосом клеток эукариот.

В специализированных эукариотных клетках могут быть сложные структуры, в основе которых находятся универсальные органоиды, например микротру­бочки|бочки и центриоли — главные компоненты жгутиков и ресничек. Микрофибриллы лежат в основе тоно- и нейрофибрилл. Специальные структуры одноклеточных, напри­мер жгутики и реснички (построены так же, как у клеток многоклеточных), выполняют функцию органов|органов движения.

Чаще в современной литературе термины «органоиды» и «органеллы» употребляют как синонимы.

Самая крупная органелла, заключённая в оболочку из двух мембран, пронизанную ядерными порами|порами. Со­держит хроматин — в такой форме раскру­ченные хромосомы на­ходятся в интерфазе. Содержит также струк­туру|туру, называемую яд­рышком

Хромосомы содержат ДНК — вещество нас­ледственности. ДНК состоит из генов, регу­лирующих всё|все виды клеточной активности. Деление ядра|ядра лежит в основе размножения клеток, а следователь­но, и процесса воспро­изведения. В ядрышке образуются рибосомы

Эндоплазматический ретикулум (ЭР)

Система уплощённых мембранных мешоч­ков — цистерн — в виде трубочек и пластинок. Образует единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки

Если поверхность ЭР покрыта рибосомами, то он называется шеро­ховатым. По цистер­нам такого ЭР транс­портируется белок|белок, синтезированный на рибосомах. Гладкий ЭР (без рибосом) служит местом синтеза липидов и стероидов

Рибосомы

Очень мелкие органеллы, состоящие из двух субчастиц — большой и малой. Содержат белок|белок и РНК приблизительно в равных долях. Рибо­сомы|сомы, обнаруживаемые в митохондриях (а так­же в хлоропластах — у растений), ещё мельче

Место синтеза белка|белка, где удерживаются в правильном положе­нии различные взаимо­действующие молеку­лы. Рибосомы связаны с ЭР или свободно ле­жат в цитоплазме. Много рибосом могут образовать полисому (полирибосому), в кото­рой они нанизаны на единую нить матрич­ной РНК

Митохондрии

Митохондрия окруже­на оболочкой из двух мембран, внутренняя мембрана образует складки (кристы). Со­держит матрикс, в ко­тором находятся не­большое количество рибосом, одна кольце­вая молекула ДНК и фосфатные гранулы

При аэробном дыхании в кристах происходит окислительное фосфорилирование и перенос электронов, а в матрик­се работают ферменты, участвующие в цикле Кребса и в окислении жирных кислот

Аппарат Гольджи

Стопка уплощённых мембранных мешочков — цистерн. На одном конце стопки мешочка непрерывно образуются, а с другого — отшнуровываются в виде пузырь­ков. Стопки могут существовать в виде дискретных диктиосом, как в рас­тительных клетках, или образовывать прост­ранственную сеть, как во многих животных клетках

Многие клеточные ма­териалы, например ферменты из ЭР, пре­терпевают модифика­цию в цистернах и транспортируются в пузырьках. Аппарат Гольджи участвует в процессе секреции, и в нём образуются лизо­сомы|сомы

Лизосомы

Простой сферический мембранный мешочек (мембрана одинарная), заполненный пищева­рительными (гидроли­тическими) фермента­ми. Содержимое ка­жется гомогенным

Выполняют много функций, всегда свя­занных с распадом ка­ких-либо структур или молекул

Микротельца

Органелла не совсем правильной сферичес­кой формы, окружен|окружён­ная одинарной мембра­ной. Содержимое име­ет зернистую структу­ру, но иногда в нём по­падается кристаллоид, или скопление нитей

Всё|Все микротельца со­держат каталазу — фермент, катализирую­щий расщепление пероксида водорода. Все они связаны с окисли­тельными реакциями

Клеточная стенка, срединная пластинка, плазмодесмы

клеточная стенка

Жёсткая клеточная стенка, окружающая клетку, состоит из целлюлозных микро­фибрилл, погружённых в матрикс, в состав ко­торого входят другие сложные полисахари­ды, а именно гемицеллюлозы и пектиновые вещества. У некоторых клеток клеточные стен­ки претерпевают вто­ричное утолщение

Обеспечивает механи­ческую опору и защиту. Благодаря ей возникает тургорное давление, способствующее усиле­нию опорной функции. Предотвращает осмо­тический разрыв клет­ки. По клеточной стен­ке происходит пере­движение воды|воды и мине­ральных солей. Различ­ные модификации, на­пример пропитывание лигнином, обеспечива­ют выполнение специализированных функций

средняя пластинка

Тонкий слой пектино­вых веществ (пектатов кальция и магния)

Скрепляет друг с дру­гом соединение клетки

плазмодесма

Тонкая цитоплазматическая нить, связываю­щая цитоплазму двух соседних клеток через тонкую пору в клеточ­ной стенке. Пора|Пора вы­стлана плазматической мембраной Сквозь по­ру проходит десмотубула, часто соединённая на обоих концах с ЭР

Объединяют протопласты соседних кле­ток в единую непре­рывную систему — симпласт, по которой про­исходит транспорти­ровка веществ между этими клетками

Хлоропласт

Крупная, содержащая хлорофилл пластида, в которой протекает фо­тосинтез. Хлоропласт окружен|окружён оболочкой из двойной мембраны и заполнен студенистой стромой. В строме на­ходится система мемб­ран, собранных в стоп­ки, или граны. В ней же может отлагаться крах­мал. Кроме того, строма содержит рибосомы, кольцевую молекулу ДНК и капельки масла|масла

В этой органелле про­исходит фотосинтез, то есть синтез сахаров и других веществ из СО2 и воды|воды за счёт световой энергии, улавливаемой хлорофиллом. Свето­вая энергия превраща­ется в химическую

Крупная центральная вакуоль

Мешок, образованный одинарной мембраной, которая называется тонопластом. В вакуоли содержится клеточный сок — концентриро­ванный раствор раз­личных веществ, таких, как минеральные соли|соли, сахара|сахара|сахара, пигменты, ор­ганические кислоты|кислоты и ферменты. В зрелых клетках вакуоли обыч­но бывают большими|большими.

Здесь хранятся различ­ные вещества, в том числе и конечные про­дукты обмена. От со­держимого вакуоли в сильной степени зави­сят осмотические свойства клетки. Иног­да вакуоль выполняет функции лизосом.

Источник