Kaj je organelle? Struktura in funkcija organoidov. Organa rastlinske celice. Organoidi živalske celice

Celica je raven organizacije živih snovi, neodvisen biosistem, ki ima osnovne lastnosti vseh živih bitij. Torej, lahko razvije, razmnožuje, premika, prilagaja in spreminja. Poleg tega je za vse celice značilna metabolizem, specifična struktura, urejenost struktur in funkcij.

Znanost, ki se ukvarja s preučevanjem celic, je citologija. Njen predmet so strukturne enote večceličnih živali in rastlin, enocelični organizmi - bakterije, protozoji in alge, sestavljeni iz samo ene celice.

Če govorimo o splošni organizaciji strukturnih enot živih organizmov, so sestavljene iz lupine in jedra z jedrskim oljem. Tudi v njihovi sestavi so celični organeli, citoplazma. Doslej so številne raziskovalne metode zelo razvite, vendar vodilno mesto zaseda mikroskopija, ki omogoča preučevanje strukture celic in preučevanje njenih osnovnih strukturnih elementov.

Kaj je organelle?

Organoidi (ti se imenujejo tudi organeli) so stalni sestavni elementi katerekoli celice, ki jo naredi celoto in opravlja določene funkcije. To so strukture, ki so bistvene za vzdrževanje svojih dejavnosti.

Z organele vsebuje jedro, lizosome, Endoplazemski Retikulum in Golgi napravi, votlinic in vezikle, mitohondrije, ribosomov in celic center (centrosome). To vključuje tudi strukture, ki tvorijo celice citoskeletov (mikrotubule in mikrofilamenti), melanozome. Ločeno je treba dodeliti organoide gibanja. To so cilia, flagella, miofibrila in psevdopodi.

Vse te strukture so medsebojno povezane in zagotavljajo usklajeno delovanje celic. Zato je vprašanje: "Kaj je organoid?" - Lahko odgovorite, da je to sestavina, ki se lahko izenači z organom večceličnega organizma.

Razvrstitev organelov

Celice se razlikujejo po velikosti in obliki ter njihovih funkcijah, vendar imajo podobno kemijsko strukturo in enotno načelo organizacije. Obenem je vprašanje o tem, kaj je organoid in kakšne strukture je, zelo sporen. Na primer, lizosomi ali vakuolov včasih ne sodijo v celične organele.

Če govorimo o razvrstitvi teh celičnih komponent, so izolirani nemembrannye in membranski organoidi. Nemembrannye - celični center in ribosomi. Organoidi gibanja (mikrotubule in mikrofilamenti) so tudi brez membran.

V središču strukture organskih membran je prisotnost biološke membrane. Enopremna in bi-membranski organeli imajo lupino z eno samo strukturo, ki je sestavljena iz dvojne plasti fosfolipidov in proteinskih molekul. Odvaja citoplazem iz zunanjega okolja, pomaga celici, da ohrani svojo obliko. Treba je zapomniti, da v rastlinske celice Poleg membrane obstaja tudi zunanja celulozna membrana, ki se imenuje celična stena. Opravlja podporno funkcijo.

Membranski organeli vključujejo EPS, lizosome in mitohondrije, pa tudi lizosome in plastide. Njihove membrane se lahko razlikujejo le v sklopu beljakovin.

Če govorimo o funkcionalni zmogljivosti organelov, potem lahko nekateri sintetizirajo nekatere snovi. Torej so pomembni organoidi sinteze mitohondrije, v katerih se tvori ATP. Ribosomov plastidov (kloroplaste) in grobo endoplazemski retikulum odgovoren za sintezo proteinov, gladka EGL - za sintezo lipidov in ogljikovih hidratov.

Razmislite o strukturi in funkcijah organoidov podrobneje.

Kernel

Ta organel je izredno pomemben, ker ko se odstranijo, celice prenehajo delovati in umrejo.

Jedro ima dvojno membrano, v kateri je veliko pore. S pomočjo njih je tesno povezan z endoplazmatskim retikulumom in citoplazmo. Ta organelle vsebuje kromatome - kromosome, ki so kompleks proteinov in DNA. Glede na to lahko rečemo, da je jedro, ki je organelle, ki je odgovorna za vzdrževanje večine genomov.

Tekoči del jedra se imenuje karyoplazma. Vsebuje izdelke vitalne aktivnosti osnovnih struktur. Najbolj gosta cona je nukleol, ki vsebuje ribosome, kompleksne beljakovine in RNA, pa tudi fosfate kalija, magnezija, cinka, železa in kalcija. Nukleolus izgine pred tem celična delitev in se ponovno oblikuje v zadnjih stopnjah tega procesa.

Endoplazemski retikulum (retikulum)

EPS je enomembranski organoid. Obsega polovico volumna celice in je sestavljena iz cevastih in cisternih, ki so povezani skupaj, kot tudi z citoplazemsko membrano in zunanjo lupino jedra. Membrana tega organoida ima enako strukturo kot plazmalom. Ta struktura je holistična in se ne odpre v citoplazmi.

Endoplazemski retikulum je gladek in granulat (grob). Na notranji lupini granuliranega EPS so nameščeni ribosomi, v katerih je sinteza proteinov. Na površini gladkega endoplazemskega retikuluma ni ribosomov, ampak tukaj se izvaja sinteza ogljikovih hidratov in maščob.

Vse snovi, ki se oblikujejo v endoplazemski retikulum, prenesejo s sistemom tubulih in vodov do destinacije kjer akumuliranega nato uporablja v različnih biokemičnih procesov.

Glede na sposobnost sintetiziranja EPS kašaste vamp nahaja v celicah, katerih glavna naloga - nastajanje beljakovin in gladke - v celicah sintetiziranja ogljikovih hidratov in maščob. Poleg tega se kalcijevi ioni nabirajo v gladkem retikulumu, ki so potrebni za normalno delovanje celic ali organizma kot celote.

Prav tako je treba opozoriti, da je EPS lokacija naprave Golgi.

Lizozomi, njihove funkcije

Lizosomi - celularni organeli, ki so predstavljeni odnomembrannymi vrečk z zaobljenimi in hidrolitična prebavnih encimov (proteaze, lipaze in nukleaz). Za vsebnost lizozoma je značilen kisli medij. Membrane teh formacij jih izolirajo iz citoplazme in preprečujejo uničenje drugih strukturnih sestavin celic. Ko se encimi lizozoma sproščajo v citoplazmo, pride do samouničenja celice - avtoliza.

Opozoriti je treba, da encimi predvsem sintetizira na grobo endoplazemski retikulum, nato pa se preselil na napravo Golgi. Tu so spremenjeni, pakirana v membranskih mehurčkov in začeti ločiti in postanejo neodvisne komponente celice - Lizosomi, ki so primarne in sekundarne.

Osnovne lizosome - strukture, ki so ločeni od aparata Golgi, in sekundarne (prebavni vakuole) - tisti, ki se tvorijo zaradi fuzijo primarnih lizosomov in endocytotic votlinic.

Glede na takšno strukturo in organizacijo je mogoče izločiti glavne funkcije lizosomov:

• prebavo različnih snovi v celici;
• uničenje celičnih struktur, ki niso potrebne;
• sodelovanje v procesih reorganizacije celic.

Vakuole

Vacuoli so enomembranski organeli sferične oblike, ki so v njej raztopljeni akumulacije vode in organske in anorganske spojine. Oblikovanje teh struktur je vključevalo aparat Golgi in EPS.

V živalski celici je nekaj vakuolov. So majhne in ne zasedajo več kot 5% prostornine. Njihova glavna naloga je zagotoviti prevoz snovi po celici.

Vakuole rastlinska celica Velika in zaseda do 90% prostornine. V zreli celici obstaja samo ena vakuola, ki zavzema osrednji položaj. Njegova membrana se imenuje tonoplast, vsebina pa se imenuje celični sok. Glavne funkcije rastlinskih vakuolov so zagotovitev napetosti celične membrane, kopičenje različnih spojin in odpadnih celic. Poleg tega te organske rastlinske celice oskrbujejo z vodo, potrebno za postopek fotosinteze.

Če govorimo o sestavi celičnega soka, to vključuje naslednje snovi:

• rezerve - organske kisline, ogljikovi hidrati in beljakovine, posamezne aminokisline;
• spojine, ki nastajajo med življenjsko dobo celic in se kopičijo v njih (alkaloidi, tanini in fenoli);
• fitoncidi in fitohormoni;
• Pigmenti, zaradi katerih so sadje, korenine in cvetni listi barve v ustrezni barvi.

Golgi Complex

Struktura organoidov, imenovane "aparat Golgi", je precej preprosta. V rastlinskih celic, ki so prikazani kot ločena membrana tele v živalskih celic zastopnika cisterne, kanale in mehurčkov. Strukturna enota Golgi kompleksa - to dictyosome, ki jo predstavlja skladovnice 4-6 "cisterna" in majhnih mehurčkov, ki so ločeni od njih in so intracelularni prometni sistem, in lahko služijo tudi kot vir lizosomov. Število diktiozom se lahko giblje od ene do nekaj sto.

Golgi kompleks se praviloma nahaja v bližini jedra. V živalskih celicah - blizu celičnega centra. Glavne funkcije teh organelov so naslednje:

• izločanje in kopičenje proteinov, lipidov in saharidov;
• modifikacija organskih spojin, ki vstopajo v kompleks Golgi;
• Ta organoid je mesto nastanka lizozoma.

Ugotovljeno je, da EPS, lizosomska je vakuole, Golgi napravi in ​​skupaj tvorita cevastega vacuolar-sistemu, ki ločuje celico v ločenih oddelkih z ustreznimi funkcijami. Poleg tega ta sistem zagotavlja trajno posodobitev membran.

Mitohondrije - postaje energetskih celic

Mitohondri so biomembranski organoidi s paličasto obliko, globularno ali filiformno obliko, ki sintetizirajo ATP. Imajo zunanjo gladko površino in notranjo membrano s številnimi gubami, ki se imenujejo cristae. Treba je opozoriti, da se število cristae v mitohondriji lahko spreminja glede na potrebe celice za energijo. Na notranji membrani so koncentrirani številni encimski kompleksi, ki sintetizirajo adenozin trifosfat. Tukaj se energija kemijskih vezi pretvori v makroregijske vezi ATP. Poleg tega v mitohondriji razdeli maščobne kisline in ogljikove hidrate s sproščanjem energije, ki se nabira in se uporablja za procese rasti in sinteze.

Notranje okolje teh organelov se imenuje matrika. Vsebuje obročno DNA in RNA, majhne ribosome. Zanimivo je, da so mitohondrije polavtonomne organoide, saj so odvisne od delovanja celice, hkrati pa lahko ohranijo določeno neodvisnost. Torej, lahko sintetizirajo svoje lastne beljakovine in encime ter se tudi sami reproducirajo.

Menijo, da so se mitohondrije pojavile, ko so aerobni prokariontski organizmi vstopili v gostiteljsko celico, kar je pripeljalo do nastanka specifičnega simbioznega kompleksa. Tako ima mitohondrijska DNA enako strukturo kot DNK sodobnih bakterij, sintezo beljakovin v obeh mitohondriji in bakterijah pa zavirajo enaki antibiotiki.

Plastidi so organolidi rastlinskih celic

Plastidi so precej veliki organeli. Prisotni so le v rastlinskih celicah in so sestavljeni iz predhodnih sestavin - proplastidov, vsebujejo DNA. Ti organeli imajo pomembno vlogo pri metabolizmu in sta ločeni od citoplazme z dvojno membrano. Poleg tega lahko tvorijo urejen sistem notranjih membran.

Plastidi so v treh vrstah:

1. Kloroplasti so najštevilčnejša plastida, odgovorna za fotosintezo, v kateri nastajajo organske spojine in prosti kisik. Te strukture imajo kompleksno strukturo in se lahko gibljejo v citoplazmi proti viru svetlobe. Glavna snov, ki jo vsebujejo kloroplasti, je klorofil, skozi katerega lahko rastline uporabljajo energijo sonca. Treba je opozoriti, da so kloroplasti, kot so mitohondrije, polavtonomne strukture, saj so sposobni samostojnega deljenja in sinteze lastnih beljakovin.
2. Leukoplast - brezbarvna plastida, ki se pod vplivom svetlobe pretvori v kloroplaste. Te celične komponente vsebujejo encime. S pomočjo njih se glukoza pretvori in nabira v obliki škrobnih zrn. V nekaterih rastlinah lahko ti plastidi kopičijo lipide ali beljakovine v obliki kristalov in amorfnih teles. Največje število levkoplastov je koncentrirano v celicah podzemnih organov rastlin.
3. Kromoplasti so derivati ​​drugih dveh vrst plastidov. So karotenoidi (z uničenjem klorofila), ki imajo rdečo, rumeno ali oranžno barvo. Kromoplasti so zadnja stopnja transformacije plastidov. Večina jih ima v sadju, listih in listih jeseni.

Ribosomi

Kaj se imenuje organoid ribosom? Ribosomi imenovani nemebrannye organelles, sestavljeni iz dveh fragmentov (majhnih in velikih podenot). Njihov premer je okoli 20 nm. Najdejo jih v vseh vrstah celic. So organele živali in rastlinskih celic, bakterij. Te strukture tvorijo v jedru, nato pa prehajajo v citoplazmo, kjer so prosta ali pritrjena na EPS. V odvisnosti od sintetizacijskih lastnosti ribosomi delujejo sami ali pa se kombinirajo v kompleksih, ki tvorijo poliribosome. V tem primeru so ti nememembranski organeli vezani z molekulo informacijske RNK.

Ribosom vsebuje 4 molekule r-RNA, ki tvorijo svoj okvir in različne proteine. Glavna naloga tega organoida je zbiranje polipeptidne verige, ki je prva stopnja sinteze proteinov. Tiste beljakovine, ki jih tvorijo ribosomi endoplazmatskega retikuluma, lahko uporablja celoten organizem. Proteine ​​za potrebe ene same celice sintetizirajo ribosomi, ki se nahajajo v citoplazmi. Opozoriti je treba, da se ribosomi nahajajo tudi v mitohondrijih in plastidih.

Celice citoskeletov

Celični citoskelet je sestavljen iz mikrotubularov in mikrofilamentov. Mikrotubule so valjaste oblike s premerom 24 nm. Njihova dolžina je 100 μm-1 mm. Glavna sestavina je protein, imenovan tubulin. Ni mogoče krčiti in ga lahko uniči kolhicin. Mikrotubule se nahajajo v hialoplazmi in opravljajo naslednje funkcije:

• ustvarite elastičen, a istočasno močan celični okvir, ki mu omogoča ohraniti svojo obliko;
• sodelujejo v procesu porazdelitve kromosoma v celici;
• zagotoviti gibanje organelov;
• se nahajajo v celičnem središču, kot tudi v plaščah in ciljih.

Mikrofilamenti - niti, ki so postavljene pod plazemska membrana in so sestavljeni iz aktina ali miozinskega proteina. Lahko se sklepajo, kar povzroči gibanje citoplazme ali izstopanje celične membrane. Poleg tega so te komponente vključene v oblikovanje zožitve v celični delitvi.

Celični center (centrosom)

Ta organel sestavlja 2 centriola in centrosfera. Centriol je valjast. Njene stene tvorijo trije mikrotubuli, ki se povezujejo med seboj prek navzkrižnega povezovanja. Centriole so razporejene v parih pravokotno drug na drugega. Treba je opozoriti, da so celice višjih rastlin odvzete teh organoidov.

Glavna vloga celičnega centra je zagotoviti enakomerno porazdelitev kromosomov med delitvijo celic. Prav tako je središče organizacije citoskeletov.

Organele gibanja

Za organoide gibanja nosijo cilia, in tudi flagella. To so miniaturni izrastki v obliki dlačic. Zastava vsebuje 20 mikrotubul. Njegova baza se nahaja v citoplazmi in se imenuje bazalno telo. Dolžina zastave je 100 μm ali več. Flagellites, ki imajo le 10-20 mikronov, se imenujejo cilia. Ko drsijo mikrotubule, cilia in flagella se lahko oscilirajo, kar povzroči premikanje celice samega. V citoplazmi se lahko zadržijo konvencionalne fibrile, imenovane miofibrils - so organele živalske celice. Myofibrili se praviloma nahajajo v miocitih - celicah mišičnega tkiva, pa tudi v srcnih celicah. Sestavljen je iz manjših vlaken (protofibrilov).

Opozoriti je treba, da so gredi miofibrilov sestavljene iz temnih vlaken - to so anizotropne plošče in tudi svetlobe - izotropne plošče. Strukturna enota miofibrila je sarkomera. To je območje med anizotropno in izotropno ploščo, ki ima aktin in miozinske filamente. Ko se zdrsne, se sarkomer zmanjša, kar vodi k gibanju celotnega mišičnega vlakna. Hkrati se uporablja energija ATP in kalcijevih ionov.

S pomočjo flagella se premikajo najpreprostejši in spermatozo živali. Cilia so organ gibanja infuzorije. Pri živalih in ljudeh pokrivajo dihalne poti dihalnih poti in pomagajo znebiti majhnih trdnih delcev, na primer iz prahu. Poleg tega še vedno obstajajo psevdopodi, ki zagotavljajo amoeboidno gibanje in so elementi številnih enoceličnih in živalskih celic (npr. Levkociti).

Večina rastlin se ne more premikati v vesolje. Njihova gibanja obsegajo rast, gibanje listov in spremembe v citoplazmi celic.

Zaključek

Kljub raznolikosti celic imajo vsi podobno strukturo in organizacijo. Za strukturo in funkcije organoidov so značilne enake lastnosti, ki zagotavljajo normalno delovanje tako posamezne celice kot celega organizma.

Ta pravilnost se lahko izrazi, kot sledi.

Tabela "Organoidi celice eukariota"

Če sklepamo, lahko rečemo, da med živalsko in rastlinsko celico obstajajo nepomembne razlike. V tem primeru imajo funkcionalne značilnosti in struktura organoidov (zgornja tabela, to potrjuje) splošno načelo organizacije. Celica deluje kot skladen in integriran sistem. V tem primeru so funkcije organoidov medsebojno povezane in so namenjene optimalnemu delu in vzdrževanju celične vitalne aktivnosti.