Эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли образуют единую вакуолярную сеть клетки, отдельные элементы которой могут переходить друг в друга.
Двумембранные:
Митохондрии «митос»- нить, «хондрион» -зерно – энергетические органоиды их еще называют «силовыми станциями» клеток. Форма митохондрий различна, они м.б. овальными, палочковидными, нитевидными. Число митохондрий зависит от функциональной активности клетки и может достигать десятка тысяч в летательных мышцах насекомых.Оболочка митохондрии состоит из двух мембран – наружной – гладкой (не образующую никаких складок) и внутренней - образует многочисленные складки – кристы (лат. «криста» - гребень, вырост). Внутри митохондрий находятся РНК, ДНК и рибосомы отличающиеся от цитоплазматических. Между кристами находится вязкая белоксодержащая масса - матрикс, в нем содержатся различные ферменты. С помощью этих ферментов происходит преобразование энергии питательных веществ в энергию АТФ - необходимую для жизнедеятельности клетки и организма в целом.
Согласно одной из гипотез (теория симбиогенеза) митохондрии произошли от древних свободноживущих аэробных прокариотических организмов, которые, случайно проникнув в клетку-хозяина, затем образовали с ней взаимовыгодный симбиотический комплекс. В пользу этой гипотезы свидетельствуют следующие данные. Во-первых, митохондриальная ДНК имеет такие же особенности строения как и ДНК современных бактерий (замкнута в кольцо, не связана с белками). Во-вторых, митохондриальные рибосомы и рибосомы бактерий относятся к одному типу — 70S-типу. В-третьих, механизм деления митохондрий сходен с таковым бактерий. В-четвертых, синтез митохондриальных и бактериальных белков подавляется одинаковыми антибиотиками.
Основная функция –1) синтезАТФ;
2)кислородное расщепление органических веществ.
Пластиды
Пластиды характерны только для растительных клеток. Различают три основных типа пластид: лейкопласты — бесцветные пластиды в клетках неокрашенных частей растений, хромопласты — окрашенные пластиды обычно желтого, красного и оранжевого цветов, хлоропласты — зеленые пластиды. Строение пластид: 1 — наружная мембрана; 2 — внутренняя мембрана; 3 — строма; 4 — тилакоид; 5 — грана.
Хлоропласты. В клетках высших растений хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы. Длина хлоропластов колеблется в пределах от 5 до 10 мкм, диаметр — от 2 до 4 мкм. Хлоропласты ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана (1) гладкая, внутренняя (2) имеет сложную складчатую структуру. Наименьшая складка называется тилакоидом (4). Группа тилакоидов, уложенных наподобие стопки монет, называется граной (5). В хлоропласте содержится в среднем 40–60 гран, расположенных в шахматном порядке. Граны связываются друг с другом уплощенными каналами — ламеллами (6). В мембраны тилакоидов встроены фотосинтетические пигменты и ферменты, обеспечивающие синтез АТФ. Главным фотосинтетическим пигментом является хлорофилл, который и обусловливает зеленый цвет хлоропластов.
Внутреннее пространство хлоропластов заполнено стромой (3). В строме имеются кольцевая «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, ферменты цикла Кальвина, зерна крахмала (7). Внутри каждого тилакоида находится протонный резервуар, происходит накопление Н+. Хлоропласты, также как митохондрии, способны к автономному размножению путем деления надвое. Они содержатся в клетках зеленых частей высших растений, особенно много хлоропластов в листьях и зеленых плодах. Хлоропласты низших растений называют хроматофорами.
Функция хлоропластов: фотосинтез. Полагают, что хлоропласты произошли от древних эндосимбиотических цианобактерий (теория симбиогенеза). Основанием для такого предположения является сходство хлоропластов и современных бактерий по ряду признаков (кольцевая, «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, способ размножения).
Лейкопласты. Форма варьирует (шаровидные, округлые, чашевидные и др.). Лейкопласты ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует малочисленные тилакоиды. В строме имеются кольцевая «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, ферменты синтеза и гидролиза запасных питательных веществ. Пигменты отсутствуют. Особенно много лейкопластов имеют клетки подземных органов растения (корни, клубни, корневища и др.).
Функция лейкопластов: синтез, накопление и хранение запасных питательных веществ. Амилопласты — лейкопласты, которые синтезируют и накапливают крахмал, элайопласты — масла, протеинопласты — белки. В одном и том же лейкопласте могут накапливаться разные вещества.
Хромопласты. Ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя или также гладкая, или образует единичные тилакоиды. В строме имеются кольцевая ДНК и пигменты — каротиноиды, придающие хромопластам желтую, красную или оранжевую окраску. Форма накопления пигментов различная: в виде кристаллов, растворены в липидных каплях (8) и др. Содержатся в клетках зрелых плодов, лепестков, осенних листьев, редко — корнеплодов. Хромопласты считаются конечной стадией развития пластид.
Функция хромопластов: окрашивание цветов и плодов и тем самым привлечение опылителей и распространителей семян.
Все виды пластид могут образовываться из пропластид. Пропластиды — мелкие органоиды, содержащиеся в меристематических тканях. Поскольку пластиды имеют общее происхождение, между ними возможны взаимопревращения. Лейкопласты могут превращаться в хлоропласты (позеленение клубней картофеля на свету), хлоропласты — в хромопласты (пожелтение листьев и покраснение плодов). Превращение хромопластов в лейкопласты или хлоропласты считается невозможным.
Немембранные:
Рибосомы. Это мелкие органеллы (диаметром порядка 20 нм), встречающиеся в клетках всех организмов. Рибосомы располагаются либо на мембранах шероховатой эндоплазматической сети, либо свободно лежат в цитоплазме. И в тех и других синтезируются белки. В одной клетке содержится много тысяч рибосом.
Строение: Каждая рибосома состоит из двух неодинаковых по размерам частиц, малой и большой. Образуется в ядрышке из ДНК. В состав рибосом входят белки и рибосомальные РНК (р- РНК). Молекулы рРНК составляют 90% массы рибосомы и образуют ее структурный каркас. Большинство белков специфически связано с определенными участками рРНК. Некоторые белки входят в состав рибосом только во время биосинтеза белка.
Схема строения рибосомы:
1 — малая субъединица; 2 — иРНК; 3 — тРНК; 4 — аминокислота; 5 — большая субьединица; б — мембрана эндоплазматической сети; 7 — синтезируемая полипептид-ная цепь.
Функции: обеспечивает синтез белка (сборку белковой молекулы из аминокислот).
Синтез белка - сложный процесс, который осуществляется не одной рибосомой, а целой группой, включающей до нескольких десятков объединенных рибосом. Такую группу рибосом называют полисомой.
Синтезированные белки сначала накапливаются в каналах и полостях эндоплазматической сети, а затем транспортируются к органоидам и участкам клетки, где они потребляются.
Эндоплазматическая сеть и рибосомы, расположенные на ее мембранах, представляют собой единый аппарат биосинтеза и транспортировки белков.
Цитоскелет
Цитоскелет- клеточный каркас - образован микротрубочками и микрофиламентами. Микротрубочки — цилиндрические неразветвленные структуры. Длина микротрубочек колеблется от 100 мкм до 1 мм, диаметр составляет примерно 24 нм, толщина стенки — 5 нм. Основной химический компонент — белок тубулин. Микротрубочки разрушаются под воздействием колхицина. Микрофиламенты — нити диаметром 5–7 нм, состоят из белка актина. Микротрубочки и микрофиламенты образуют в цитоплазме сложные переплетения.
Функции цитоскелета:
1) определение формы клетки,
2) опора для органоидов,
3) образование веретена деления,
4) участие в движениях клетки,
5) организация тока цитоплазмы.
Клеточный центр (центросома) – расположен в цитоплазме вблизи ядра и образован двумя плотными тельцами – цилиндрами, расположенными перпендикулярно друг к другу. Эти тельца называют центриолями. Стенка центриоли состоит из девяти комплексов (триплетов) микротрубочек. Основной белок, образующий центриоли – тубулин. Клеточный центр играет важную роль в процессах деления клетки. Перед делением клетки центриоли расходятся к противоположным полюсам, и возле каждой из них возникает дочерняя центриоль. Они формируют веретено деления, способствующее равномерному распределению генетического материала между дочерними клетками. В клетках высших растений (голосеменные, покрытосеменные) клеточный центр центриолей не имеет. Центриоли относятся к самовоспроизводящимся органоидам цитоплазмы, они возникают в результате дупликации уже имеющихся центриолей.
Известно, что в центриолях содержатся углеводы, белки и совсем незначительное количество липидов, а также очень немного РНК и ДНК.
В объяснении процессов репродукции центриолей до сих пор имеется много дискуссионных вопросов, но сейчас уже определенно показано, что репродукция этих структур происходит путем почкования. От уже имеющейся в клетке родительской центриоли начинает расти маленький зачаток, представляющий собой дочернюю центриоль. Зачаток увеличивается в размерах и, вырастая, превращается в точно такую же центриоль, как родительская. Затем эта дочерняя центриоль отделяется от родительской. Такой путь формирования новой центриоли был детально изучен у простейших (жгутиконосцев).
Функция клеточного центра -
Функции:
1) Участие в делении клеток.
2) Центр организации цитоскелета – сборка микротрубочек.
Органоиды движения.
Присутствуют не во всех клетках. К органоидам движения относятся реснички и жгутики – миниатюрные, в виде волосков выросты клетки, приспособленные к передвижению в жидкой среде. Реснички и жгутики широко распространены как у одноклеточных – служат для передвижения всего организма (у бактерий, водорослей, грибов, ресничных червей и др.), так и многоклеточных - служат для передвижения репродуктивных клеток (сперматозоидов), либо для транспорта частиц и жидкостей (например, реснички у мерцательных клеток слизистой носа и трахеи, яйцеводов и т. д.). В ресничках и жгутиках движение осуществляется за счет скольжения микротрубочек - это длинные полые цилиндры, стенки которых состоят из белков. Жгутики отличаются от ресничек лишь длиной. (Н-р сперматозоиды млекопитающих – 100 мкм). Реснички короче жгутиков более чем в 10 раз, на одну клетку приходится несколько тысяч ресничек.
Микронити – очень тонкие структуры, сост. из тысяч молекул белка актина, соединенных др. с др.
Клеточное движение обеспечивается цитоскелетом, состоящем из