Organeller- permanenta, n?dv?ndigtvis n?rvarande, komponenter i cellen som utf?r specifika funktioner.

Endoplasmatiska retiklet

Endoplasmatiskt retikulum (ER), eller endoplasmatiskt retikulum (EPR), ?r en enkelmembranorganell. Det ?r ett system av membran som bildar "tankar" och kanaler, anslutna till varandra och begr?nsar ett enda inre utrymme - EPS-h?lrum. ? ena sidan ?r membranen anslutna till det cytoplasmatiska membranet, ? andra sidan till det yttre k?rnmembranet. Det finns tv? typer av EPS: 1) grov (granul?r), som inneh?ller ribosomer p? sin yta, och 2) sl?t (agranul?r), vars membran inte b?r ribosomer.

Funktioner: 1) transport av ?mnen fr?n en del av cellen till en annan, 2) uppdelning av cellens cytoplasma i fack ("kompartment"), 3) syntes av kolhydrater och lipider (sl?t ER), 4) proteinsyntes (grov ER) ), 5) plats f?r bildning av Golgi-apparaten .

Eller golgi komplex, ?r en enkelmembranorganell. Det ?r en stapel av tillplattade "tankar" med vidgade kanter. Ett system av sm? enmembranvesiklar (Golgi-vesiklar) ?r associerade med dem. Varje stack best?r vanligtvis av 4-6 "tankar", ?r en strukturell och funktionell enhet av Golgi-apparaten och kallas en diktyosom. Antalet diktyosomer i en cell varierar fr?n ett till flera hundra. I v?xtceller isoleras diktyosomer.

Golgi-apparaten ?r vanligtvis placerad n?ra cellk?rnan (i djurceller ofta n?ra cellcentrum).

Funktioner hos Golgi-apparaten: 1) ansamling av proteiner, lipider, kolhydrater, 2) modifiering av inkommande organiska ?mnen, 3) "packning" av proteiner, lipider, kolhydrater till membranvesiklar, 4) uts?ndring av proteiner, lipider, kolhydrater, 5) syntes av kolhydrater och lipider , 6) plats f?r bildande lysosomer. Den sekretoriska funktionen ?r den viktigaste, d?rf?r ?r Golgi-apparaten v?lutvecklad i sekretionscellerna.

Lysosomer

Lysosomer- enmembranorganeller. De ?r sm? bubblor (diameter fr?n 0,2 till 0,8 mikron) som inneh?ller en upps?ttning hydrolytiska enzymer. Enzymer syntetiseras p? den grova ER, flyttas till Golgi-apparaten, d?r de modifieras och f?rpackas i membranvesiklar, som efter separation fr?n Golgi-apparaten blir egentliga lysosomer. En lysosom kan inneh?lla 20 till 60 olika typer av hydrolytiska enzymer. Nedbrytning av ?mnen av enzymer kallas lys.

S?rskilj: 1) prim?ra lysosomer, 2) sekund?ra lysosomer. Prim?ra lysosomer kallas lysosomer, l?sgjorda fr?n Golgi-apparaten. Prim?ra lysosomer ?r en faktor som s?kerst?ller exocytos av enzymer fr?n cellen.

Sekund?ra lysosomer kallas lysosomer, bildade som ett resultat av fusionen av prim?ra lysosomer med endocytiska vakuoler. I det h?r fallet sm?lter de ?mnen som har kommit in i cellen genom fagocytos eller pinocytos, s? de kan kallas matsm?ltningsvakuoler.

Autofagi- processen f?r f?rst?relse av strukturer som ?r on?diga f?r cellen. F?rst omges strukturen som ska f?rst?ras av ett enda membran, sedan sm?lter den resulterande membrankapseln samman med den prim?ra lysosomen, som ett resultat bildas ocks? en sekund?r lysosom (autofagisk vakuol), i vilken denna struktur sm?lts. Matsm?ltningsprodukter absorberas av cellens cytoplasma, men en del av materialet f?rblir osm?lt. Den sekund?ra lysosomen som inneh?ller detta osm?lta material kallas restkroppen. Genom exocytos avl?gsnas osm?lta partiklar fr?n cellen.

Autolys- sj?lvdestruktion av cellen, till f?ljd av frig?randet av inneh?llet i lysosomer. Normalt sker autolys under metamorfoser (f?rsvinnande av grodans svans), involution av livmodern efter f?rlossningen, i foci av v?vnadsnekros.

Lysosomers funktioner: 1) intracellul?r nedbrytning av organiska ?mnen, 2) f?rst?relse av on?diga cellul?ra och icke-cellul?ra strukturer, 3) deltagande i processerna f?r cellomorganisation.

Vakuoler

Vakuoler- enmembranorganoider, ?r "tankar" fyllda med vattenl?sningar av organiska och oorganiska ?mnen. ER och Golgi-apparaten deltar i bildandet av vakuoler. Unga v?xtceller inneh?ller m?nga sm? vakuoler, som sedan, n?r cellerna v?xer och differentierar, sm?lter samman med varandra och bildar en stor central vakuol. Den centrala vakuolen kan uppta upp till 95 % av volymen av en mogen cell, medan k?rnan och organellerna trycks tillbaka till cellmembranet. Membranet som omger v?xtvakuolen kallas tonoplast. V?tskan som fyller v?xtvakuolen kallas cellsav. Sammans?ttningen av cellsav inkluderar vattenl?sliga organiska och oorganiska salter, monosackarider, disackarider, aminosyror, slutprodukter eller giftiga metaboliska produkter (glykosider, alkaloider), vissa pigment (antocyaniner).

Djurceller inneh?ller sm? matsm?ltnings- och autofagiska vakuoler som tillh?r gruppen sekund?ra lysosomer och inneh?ller hydrolytiska enzymer. Encelliga djur har ocks? kontraktila vakuoler som utf?r funktionen av osmoreglering och uts?ndring.

Vakuolfunktioner: 1) ackumulering och lagring av vatten, 2) reglering av vatten-saltmetabolism, 3) bibeh?llande av turgortryck, 4) ansamling av vattenl?sliga metaboliter, reservn?rings?mnen, 5) f?rgning av blommor och frukter och d?rigenom attrahera pollinatorer och fr?spridare , 6) cm lysosomfunktioner.

Endoplasmatiskt retikulum, Golgi-apparater, lysosomer och vakuoler bildas ett enda vakuol?rt n?tverk av cellen, vars individuella element kan f?rvandlas till varandra.

Mitokondrier

1 - yttre membran;
2 - inre membran; 3 - matris; 4 - crista; 5 - multienzymsystem; 6 - cirkul?rt DNA.

Formen, storleken och antalet mitokondrier ?r extremt varierande. Formen p? mitokondrierna kan vara stavformad, rund, spiralformad, sk?lformad, grenad. L?ngden p? mitokondrier str?cker sig fr?n 1,5 till 10 µm, diametern ?r fr?n 0,25 till 1,00 µm. Antalet mitokondrier i en cell kan n? flera tusen och beror p? cellens metaboliska aktivitet.

Mitokondrier begr?nsas av tv? membran. Det yttre membranet av mitokondrierna (1) ?r sl?tt, det inre (2) bildar m?nga veck - cristae(fyra). Cristae ?kar ytan av det inre membranet, som ?r v?rd f?r multienzymsystem (5) som ?r involverade i syntesen av ATP-molekyler. Det inre utrymmet i mitokondrierna ?r fyllt med matris (3). Matrisen inneh?ller cirkul?rt DNA (6), specifikt mRNA, ribosomer av prokaryotisk typ (70S-typ), Krebs-cykelenzymer.

Mitokondrie-DNA ?r inte associerat med proteiner ("naken"), ?r f?st vid mitokondriernas inre membran och b?r information om strukturen hos ett 30-tal proteiner. M?nga fler proteiner kr?vs f?r att bygga en mitokondrie, s? information om de flesta mitokondriella proteiner finns i nukle?rt DNA, och dessa proteiner syntetiseras i cellens cytoplasma. Mitokondrier kan reproducera sig autonomt genom att dela i tv?. Mellan de yttre och inre membranen ?r protonreservoar, d?r ackumuleringen av H + sker.

Mitokondriella funktioner: 1) ATP-syntes, 2) syrenedbrytning av organiska ?mnen.

Enligt en av hypoteserna (teorin om symbiogenes) h?rstammar mitokondrier fr?n forntida frilevande aeroba prokaryota organismer, som, efter att ha kommit in i v?rdcellen av misstag, sedan bildade ett ?msesidigt f?rdelaktigt symbiotiskt komplex med den. F?ljande data st?der denna hypotes. F?r det f?rsta har mitokondrie-DNA samma strukturella egenskaper som DNA fr?n moderna bakterier (sluten i en ring, inte associerad med proteiner). F?r det andra tillh?r mitokondriella ribosomer och bakteriella ribosomer samma typ, 70S-typen. F?r det tredje liknar mekanismen f?r mitokondriell delning den f?r bakterier. F?r det fj?rde h?mmas syntesen av mitokondriella och bakteriella proteiner av samma antibiotika.

plastider

1 - yttre membran; 2 - inre membran; 3 - stroma; 4 - tylakoid; 5 - grana; 6 - lameller; 7 - st?rkelsekorn; 8 - lipiddroppar.

Plastider finns bara i v?xtceller. Skilja p? tre huvudtyper av plastider: leukoplaster ?r f?rgl?sa plastider i cellerna i of?rgade delar av v?xter, kromoplaster ?r f?rgade plastider, vanligtvis gula, r?da och orange, kloroplaster ?r gr?na plastider.

Kloroplaster. I cellerna hos h?gre v?xter har kloroplaster formen av en bikonvex lins. L?ngden p? kloroplaster str?cker sig fr?n 5 till 10 mikron, diametern ?r fr?n 2 till 4 mikron. Kloroplaster ?r bundna av tv? membran. Det yttre membranet (1) ?r sl?tt, det inre (2) har en komplex vikt struktur. Det minsta vecket kallas tylakoid(fyra). En grupp thylakoider staplade som en bunt mynt kallas fasetterad(5). Kloroplasten inneh?ller i genomsnitt 40-60 korn arrangerade i ett rutm?nster. Granulerna ?r f?rbundna med varandra genom tillplattade kanaler - lameller(6). Tylakoidmembranen inneh?ller fotosyntetiska pigment och enzymer som ger ATP-syntes. Det huvudsakliga fotosyntetiska pigmentet ?r klorofyll, som best?mmer den gr?na f?rgen p? kloroplaster.

Det inre utrymmet av kloroplaster ?r fyllt stroma(3). Stromaet inneh?ller cirkul?rt naket DNA, ribosomer av 70S-typ, Calvin-cykelenzymer och st?rkelsekorn (7). Inuti varje tylakoid finns en protonreservoar, H+ ackumuleras. Kloroplaster, precis som mitokondrier, ?r kapabla till autonom reproduktion genom att dela sig i tv?. De finns i cellerna i de gr?na delarna av h?gre v?xter, s?rskilt m?nga kloroplaster i blad och gr?na frukter. Kloroplasterna hos l?gre v?xter kallas kromatoforer.

Funktion av kloroplaster: fotosyntes. Man tror att kloroplaster h?rstammar fr?n gamla endosymbiotiska cyanobakterier (symbiogenes teori). Grunden f?r detta antagande ?r likheten mellan kloroplaster och moderna bakterier p? ett antal s?tt (cirkul?rt, "naket" DNA, ribosomer av 70S-typ, reproduktionss?tt).

Leukoplaster. Formen varierar (sf?risk, rundad, kupad, etc.). Leukoplaster ?r bundna av tv? membran. Det yttre membranet ?r sl?tt, det inre bildar sm? tylakoider. Stromaet inneh?ller cirkul?rt "naket" DNA, ribosomer av 70S-typ, enzymer f?r syntes och hydrolys av reservn?rings?mnen. Det finns inga pigment. S?rskilt m?nga leukoplaster har celler fr?n v?xtens underjordiska organ (r?tter, kn?lar, rhizomer, etc.). Leukoplasternas funktion: syntes, ackumulering och lagring av reservn?rings?mnen. Amyloplaster- leukoplaster som syntetiserar och ackumulerar st?rkelse, elaioplaster- oljor, proteinoplaster- ekorrar. Olika ?mnen kan ansamlas i samma leukoplast.

Kromoplaster. Begr?nsad av tv? membran. Det yttre membranet ?r sl?tt, det inre eller ocks? sl?tt, eller bildar enkla tylakoider. Stromaet inneh?ller cirkul?rt DNA och pigment - karotenoider, som ger kromoplasterna en gul, r?d eller orange f?rg. Formen av ackumulering av pigment ?r annorlunda: i form av kristaller, l?sta i lipiddroppar (8), etc. Ing?r i cellerna av mogna frukter, kronblad, h?stl?v, s?llan - rotfrukter. Kromoplaster anses vara det sista stadiet av plastidutveckling.

Funktion av kromoplaster: f?rgning av blommor och frukter och d?rigenom attrahera pollinat?rer och fr?spridare.

Alla typer av plastider kan bildas av proplastider. proplastider- sm? organeller som finns i meristematiska v?vnader. Eftersom plastider har ett gemensamt ursprung ?r omvandlingar m?jliga mellan dem. Leukoplaster kan f?rvandlas till kloroplaster (gr?nande av potatiskn?lar i ljuset), kloroplaster - till kromoplaster (gulning av blad och rodnad av frukt). Omvandlingen av kromoplaster till leukoplaster eller kloroplaster anses om?jlig.

Ribosomer

1 - stor underenhet; 2 - liten underenhet.

Ribosomer- icke-membranorganeller, cirka 20 nm i diameter. Ribosomer best?r av tv? underenheter, stora och sm?, i vilka de kan dissociera. Ribosomernas kemiska sammans?ttning ?r proteiner och rRNA. rRNA-molekyler utg?r 50-63 % av ribosomens massa och bildar dess strukturella ramverk. Det finns tv? typer av ribosomer: 1) eukaryota (med sedimentationskonstanter f?r hela ribosomen - 80S, liten subenhet - 40S, stor - 60S) och 2) prokaryota (respektive 70S, 30S, 50S).

Ribosomer av eukaryotisk typ inneh?ller 4 rRNA-molekyler och cirka 100 proteinmolekyler, medan ribosomer av prokaryotisk typ inneh?ller 3 rRNA-molekyler och cirka 55 proteinmolekyler. Under proteinbiosyntes kan ribosomer "fungera" var f?r sig eller kombineras till komplex - polyribosomer (polysomer). I s?dana komplex ?r de kopplade till varandra av en enda mRNA-molekyl. Prokaryota celler har bara ribosomer av 70S-typ. Eukaryota celler har b?de ribosomer av 80S-typ (str?va ER-membran, cytoplasma) och ribosomer av 70S-typ (mitokondrier, kloroplaster).

Eukaryota ribosomsubenheter bildas i nukleolen. Associationen av subenheter till en hel ribosom sker i cytoplasman, som regel, under proteinbiosyntes.

Ribosomfunktion: sammans?ttning av polypeptidkedjan (proteinsyntes).

cytoskelett

cytoskelett best?r av mikrotubuli och mikrofilament. Mikrotubuli ?r cylindriska ogrenade strukturer. L?ngden p? mikrotubuli str?cker sig fr?n 100 µm till 1 mm, diametern ?r cirka 24 nm och v?ggtjockleken ?r 5 nm. Den huvudsakliga kemiska komponenten ?r proteinet tubulin. Mikrotubuli f?rst?rs av kolchicin. Mikrofilament - tr?dar med en diameter p? 5-7 nm, best?r av aktinprotein. Mikrotubuli och mikrofilament bildar komplexa tovor i cytoplasman. Cytoskelettets funktioner: 1) best?mning av cellens form, 2) st?d f?r organeller, 3) bildande av en delningsspindel, 4) deltagande i cellr?relser, 5) organisering av cytoplasmans fl?de.

Inneh?ller tv? centrioler och en centrosf?r. Centriol?r en cylinder, vars v?gg ?r bildad av nio grupper om tre sammansm?lta mikrotubuli (9 tripletter), sammankopplade med vissa intervall genom tv?rbindningar. Centrioler ?r parade, d?r de ?r placerade i r?t vinkel mot varandra. F?re celldelning divergerar centrioler till motsatta poler, och en dottercentriol dyker upp n?ra var och en av dem. De bildar en delningsspindel, som bidrar till en enhetlig f?rdelning av genetiskt material mellan dotterceller. I cellerna hos h?gre v?xter (gymnospermer, angiospermer) har cellcentret inte centrioler. Centrioler ?r sj?lvreproducerande organeller i cytoplasman, de uppst?r som ett resultat av duplicering av redan existerande centrioler. Funktioner: 1) s?kerst?lla divergensen av kromosomer till cellens poler under mitos eller meios, 2) centrum f?r organisering av cytoskelettet.

R?relseorganeller

De finns inte i alla celler. R?relseorganellerna inkluderar flimmerh?r (ciliater, epitel i andningsv?garna), flageller (flagellater, spermatozoer), pseudopoder (rhizomer, leukocyter), myofibriller (muskelceller), etc.

Flagella och flimmerh?r- organeller av tr?dform, representerar ett axonem som begr?nsas av ett membran. Axoneme - cylindrisk struktur; cylinderns v?gg bildas av nio par mikrotubuli, i dess mitt finns tv? enkla mikrotubuli. Vid basen av axonemet finns basala kroppar representerade av tv? ?msesidigt vinkelr?ta centrioler (varje basalkropp best?r av nio tripletter av mikrotubuli; det finns inga mikrotubuli i dess centrum). Flagellets l?ngd n?r 150 µm, flimmerh?ren ?r flera g?nger kortare.

myofibriller best?r av aktin och myosin myofilament, som ger sammandragning av muskelceller.

G? till f?rel?sning nummer 6"Eukaryot cell: cytoplasma, cellv?gg, struktur och funktioner hos cellmembran"

1. Vilken grupp av organeller tillh?r lysosomer, endoplasmatiskt retikulum och Golgi-apparater?

Enkelmembran, dubbelmembran, icke-membran.

Lysosomer, endoplasmatiskt retikulum och Golgi-apparater ?r enmembranorganeller.

2. Vilken struktur och funktion har det endoplasmatiska retikulum? Hur skiljer sig grov EPS fr?n sl?t?

Det endoplasmatiska retikulumet (ER) ?r ett system av kanaler och kaviteter som omges av ett membran och som penetrerar cellens hyaloplasma. Membranet i det endoplasmatiska retikulumet liknar plasmalemmas struktur. EPS kan uppta upp till 50% av cellvolymen, dess kanaler och kaviteter g?r inte s?nder n?gonstans och ?ppnar sig inte i hyaloplasman.

Skilj mellan grov och j?mn EPS. Det grova ER-membranet inneh?ller m?nga ribosomer, medan det sl?ta ER-membranet inte inneh?ller ribosomer. P? ribosomerna i den grova ER syntetiseras proteiner som uts?ndras utanf?r cellen, samt membranproteiner. P? ytan av sl?t EPS syntetiseras lipider, oligo- och polysackarider. Dessutom ackumuleras Ca 2+-joner, som ?r viktiga regulatorer av cellfunktioner och kroppen som helhet, i j?mn ER. Smidig ER av leverceller utf?r processerna f?r att splittra och neutralisera giftiga ?mnen.

Grov EPS ?r b?ttre utvecklad i celler som syntetiserar en stor m?ngd proteiner (till exempel i cellerna i spottk?rtlarna och bukspottk?rteln, som syntetiserar matsm?ltningsenzymer; i cellerna i bukspottk?rteln och hypofysen, som producerar hormoner av proteinkarakt?r ). Smooth ER ?r v?lutvecklad i celler som syntetiserar till exempel polysackarider och lipider (celler i binjurarna och k?nsk?rtlarna som producerar steroidhormoner; leverceller som syntetiserar glykogen etc.).

?mnen som bildas p? EPS-membranen ackumuleras inuti n?tverkets kaviteter och omvandlas. Till exempel f?r proteiner sin karakteristiska sekund?ra, terti?ra eller kvart?ra struktur. Sedan innesluts ?mnena i membranvesiklar och transporteras till Golgi-komplexet.

3. Hur fungerar Golgi-komplexet? Vilka funktioner utf?r den?

Golgi-komplexet ?r ett system av intracellul?ra membranstrukturer: tankar och vesiklar, i vilka ?mnen som syntetiseras p? EPS-membran ackumuleras och modifieras.

?mnen levereras till Golgi-komplexet i membran?sa vesiklar, som spetsas fr?n ER och f?sts vid Golgi-komplexets cisterner. H?r genomg?r dessa ?mnen olika biokemiska omvandlingar och packas sedan igen i membranvesiklar och de flesta av dem transporteras till plasmalemma. Vesikelmembranet sm?lter samman med det cytoplasmatiska membranet, och inneh?llet drivs ut utanf?r cellen. Cellv?ggspolysackarider syntetiseras i Golgi-komplexet av v?xtceller. En annan viktig funktion hos Golgi-komplexet ?r bildandet av lysosomer.

4. De st?rsta Golgi-komplexen (upp till 10 mikron) hittades i cellerna i de endokrina k?rtlarna. Vad tycker du, vad h?nger det ihop med?

Huvudfunktionen hos cellerna i de endokrina k?rtlarna ?r uts?ndringen av hormoner. Syntesen av hormoner sker p? EPS-membranen, och ackumuleringen, omvandlingen och uts?ndringen av dessa ?mnen utf?rs av Golgi-komplexet. D?rf?r ?r Golgi-komplexet h?gt utvecklat i cellerna i de endokrina k?rtlarna.

5. Vad ?r vanligt i strukturen och funktionerna hos endoplasmatiska retikulum och Golgi-komplexet? Vad ?r skillnaden?

Likhet:

? De ?r komplex av intracellul?ra membranstrukturer begr?nsade av ett enda membran fr?n hyaloplasman (dvs. de ?r enmembranorganeller).

? Kan separera membranvesiklar som inneh?ller olika organiska ?mnen. Tillsammans utg?r de ett enda system som s?kerst?ller syntesen av ?mnen, deras modifiering och avl?gsnande fr?n cellen (ger "export").

? B?st utvecklad i de celler som ?r specialiserade p? uts?ndring av biologiskt aktiva substanser.

Skillnader:

? Huvudmembrankomponenterna i det endoplasmatiska retikulum ?r kanaler och kaviteter, och Golgi-komplexet ?r tillplattade cisterner och sm? vesiklar.

? EPS ?r specialiserat p? syntes av ?mnen, och Golgi-komplexet - i ackumulering, modifiering och avl?gsnande fr?n cellen.

Och (eller) andra viktiga funktioner.

6. Vad ?r lysosomer? Hur bildas de? Vilka funktioner utf?r de?

Lysosomer ?r sm? membranvesiklar som sn?ras fr?n Golgi-apparatens tankar och inneh?ller en upps?ttning matsm?ltningsenzymer som kan bryta ner olika ?mnen (proteiner, kolhydrater, lipider, nukleinsyror etc.) till enklare f?reningar.

Matpartiklar som kommer in i cellen fr?n utsidan packas i fagocytiska vesiklar. Lysosomer sm?lter samman med dessa vesiklar - det ?r s? sekund?ra lysosomer bildas, d?r n?rings?mnen bryts ner till monomerer under inverkan av enzymer. De senare kommer in i hyaloplasman genom diffusion, och osm?lta rester uts?ndras utanf?r cellen genom exocytos.

F?rutom att sm?lta ?mnen som kommer in i cellen utifr?n, deltar lysosomer i nedbrytningen av cellens inre komponenter (molekyler och hela organeller), skadade eller f?r?ldrade. Denna process kallas autofagi. Dessutom, under verkan av lysosomenzymer, kan sj?lvnedbrytning av gammal, f?rlorad funktionell aktivitet eller skadade celler och v?vnader intr?ffa.

7*. F?resl? varf?r enzymerna i lysosomen inte klyver sitt eget membran. Vilka ?r konsekvenserna f?r cellen kan leda till bristning av lysosommembran?

Strukturella komponenter i lysosommembran ?r kovalent bundna till en stor m?ngd oligosackarider (ovanligt h?gglykosylerade). Detta till?ter inte lysosomenzymer att interagera med membranproteiner och lipider, d.v.s. "sm?lta" membranet.

P? grund av bristningen av membranen av lysosomer kommer matsm?ltningsenzymer in i hyaloplasman, vilket kan leda till nedbrytning av cellens strukturella komponenter och till och med till autolys - sj?lvnedbrytning av cellen. Lysosomenzymer arbetar dock i en sur milj? (pH inuti lysosomer ?r 4,5 - 5,0), men om milj?n ?r n?ra neutral, vilket ?r typiskt f?r hyaloplasm (pH = 7,0 - 7,3), minskar deras aktivitet kraftigt. Detta ?r en av mekanismerna f?r att skydda celler fr?n sj?lvnedbrytning i h?ndelse av spontan bristning av lysosommembran.

?tta*. Det har konstaterats att vissa oligo- eller polysackarider ?r "f?sta" till molekylerna av m?nga ?mnen som ska avl?gsnas fr?n cellen i Golgi-komplexet, och olika kolhydratkomponenter ?r bundna till olika ?mnen. I denna modifierade form uts?ndras ?mnena i den extracellul?ra milj?n. Varf?r tror du att detta beh?vs?

Kolhydratkomponenter ?r ett slags etiketter eller "certifikat", enligt vilka ?mnen kommer in p? platserna f?r deras funktion, utan att delas p? v?gen av enzymers verkan. Enligt kolhydratm?rkningen skiljer kroppen allts? service?mnen fr?n fr?mmande och ?tervinningsbara ?mnen.

* Uppgifter markerade med en asterisk kr?ver att eleverna l?gger fram olika hypoteser. D?rf?r, n?r l?raren s?tter ett betyg, b?r l?raren inte bara fokusera p? svaret som ges h?r, utan ta h?nsyn till varje hypotes, utv?rdera elevernas biologiska t?nkande, logiken i deras resonemang, id?ernas originalitet, etc. Efter det, ?r tillr?dligt att bekanta eleverna med svaret som ges.

Strukturera

Golgi-komplexet ?r en stapel av skivformade membran?sa s?ckar (cistern), n?got utvidgade n?rmare kanterna, och systemet av Golgi-vesiklar som ?r associerade med dem. I v?xtceller finns ett antal separata staplar (diktyosomer), i djurceller finns ofta en stor eller flera staplar sammankopplade med r?r.

I Golgi-komplexet finns det 3 sektioner av cisterner omgivna av membranvesiklar:

1. Cis-sektion (n?rmast k?rnan);
2. Medialavdelning;
3. Tv?rsnitt (den l?ngst bort fr?n k?rnan).

Dessa avdelningar skiljer sig fr?n varandra genom en upps?ttning enzymer. I cis-sektionen kallas den f?rsta cisternen "fr?lsningens cistern", eftersom de receptorer som kommer fr?n det mellanliggande endoplasmatiska retikulum med dess hj?lp ?terv?nder tillbaka. Enzym i cis-sektionen: fosfoglykosidas (f?ster fosfat till kolhydraten - mannas). I den mediala sektionen finns 2 enzymer: mannasidas (klyver bort mannas) och N-acetylglukosamintransferas (f?ster vissa kolhydrater - glykosaminer). I transsektionen enzymer: peptidas (utf?r proteolys) och transferas (utf?r ?verf?ring av kemiska grupper).

Funktioner

1. Proteinsegregering i 3 str?mmar:
   • lysosomala - glykosylerade proteiner (med mannos) kommer in i cis-sektionen av Golgi-komplexet, n?gra av dem ?r fosforylerade, en mark?r f?r lysosomala enzymer bildas - mannos-6-fosfat. I framtiden kommer dessa fosforylerade proteiner inte att genomg? modifiering, utan kommer in i lysosomerna.
   • konstitutiv exocytos (konstitutiv sekretion). Detta fl?de inkluderar proteiner och lipider, som blir komponenter i cellens ytapparat, inklusive glykokalyxen, eller s? kan de vara en del av den extracellul?ra matrisen.
   • Inducerad sekretion - proteiner som fungerar utanf?r cellen, cellens ytapparat, i kroppens inre milj? kommer hit. k?nnetecknande f?r sekretoriska celler.
2. Bildning av slemhinnor - glykosaminoglykaner (mukopolysackarider)
3. Bildning av kolhydratkomponenter i glykokalyxen - fr?mst glykolipider.
4. Sulfatering av kolhydrater och proteinkomponenter av glykoproteiner och glykolipider
5. Partiell proteolys av proteiner - ibland p? grund av detta blir ett inaktivt protein aktivt (proinsulin omvandlas till insulin).

Transport av ?mnen fr?n endoplasmatiska retikulum

Golgi-apparaten ?r asymmetrisk - tankar placerade n?rmare cellk?rnan ( cis-Golgi) inneh?ller de minst mogna proteinerna, dessa tankar ?r kontinuerligt f?renade av membranvesiklar - vesikler som knoppar fr?n det granul?ra endoplasmatiska retikulumet (EPR), p? vars membran proteiner syntetiseras av ribosomer. F?rflyttningen av proteiner fr?n det endoplasmatiska retikulumet (ER) till Golgi-apparaten sker urskillningsl?st, men ofullst?ndigt eller felaktigt vikta proteiner f?rblir i ER. ?terg?ngen av proteiner fr?n Golgi-apparaten till ER kr?ver en specifik signalsekvens (lysin-asparagin-glutamin-leucin) och sker p? grund av bindningen av dessa proteiner till membranreceptorer i cis-Golgi.

Proteinmodifiering i Golgi-apparaten

I tankarna i Golgi-apparaten mognar proteiner avsedda f?r uts?ndring, transmembranproteiner i plasmamembranet, proteiner fr?n lysosomer etc. De mogna proteinerna r?r sig sekventiellt genom tankarna till organeller, i vilka deras modifieringar sker - glykosylering och fosforylering. Vid O-glykosylering binds komplexa sockerarter till proteiner genom en syreatom. Under fosforylering f?sts en rest av fosforsyra till proteiner.

Olika tankar i Golgi-apparaten inneh?ller olika inhemska katalytiska enzymer och f?ljaktligen sker olika processer sekventiellt med mogna proteiner i dem. Det ?r klart att en s?dan stegvis process m?ste kontrolleras p? n?got s?tt. Faktum ?r att mogna proteiner ?r "m?rkta" med speciella polysackaridrester (fr?mst mannos), som tydligen spelar rollen som ett slags "kvalitetsm?rke".

Det ?r inte helt klart hur mogna proteiner r?r sig genom cisternerna i Golgi-apparaten medan inhemska proteiner f?rblir mer eller mindre associerade med en cisterna. Det finns tv? ?msesidigt icke-exklusiva hypoteser f?r att f?rklara denna mekanism:

• enligt den f?rsta utf?rs proteintransport med anv?ndning av samma mekanismer f?r vesikul?r transport som transportv?gen fr?n ER, och residenta proteiner ing?r inte i den spirande vesikeln;
• enligt den andra finns det en kontinuerlig r?relse (mognad) av sj?lva tankarna, deras sammans?ttning fr?n vesiklar i ena ?nden och demontering i den andra ?nden av organellen, och residenta proteiner r?r sig retrograd (i motsatt riktning) med hj?lp av vesikul?r transport.

Transport av proteiner fr?n Golgi-apparaten

I slut?ndan fr?n Trans- Golgi-vesiklar knoppar som inneh?ller fullt mogna proteiner. Huvudfunktionen hos Golgi-apparaten ?r sorteringen av proteiner som passerar genom den. I Golgi-apparaten uppst?r bildandet av ett "trev?gsproteinfl?de":

• mognad och transport av plasmamembranproteiner;
• mognad och transport av hemligheter;
• mognad och transport av lysosomenzymer.

Med hj?lp av vesikul?r transport levereras proteinerna som har passerat genom Golgi-apparaten "till adressen" beroende p? de "taggar" som de f?tt i Golgi-apparaten. Mekanismerna f?r denna process ?r inte heller helt klarlagda. Det ?r k?nt att transporten av proteiner fr?n Golgi-apparaten kr?ver deltagande av specifika membranreceptorer som k?nner igen "lasten" och ger selektiv dockning av vesikeln med en eller annan organell.

Lysosombildning

Alla hydrolytiska enzymer av lysosomer passerar genom Golgi-apparaten, d?r de f?r en "etikett" i form av ett specifikt socker - mannos-6-fosfat (M6P) - som en del av deras oligosackarid. F?stningen av denna m?rkning sker med deltagande av tv? enzymer. Enzymet N-acetylglukosamin fosfotransferas k?nner specifikt igen lysosomala hydrolaser genom detaljerna i deras terti?ra struktur och tills?tter N-acetylglukosaminfosfat till den sj?tte atomen av flera mannosrester av hydrolasoligosackariden. Det andra enzymet, fosfoglykosidas, klyver bort N-acetylglukosamin, vilket skapar en M6P-m?rkning. Denna m?rkning igenk?nns sedan av M6P-receptorproteinet, med dess hj?lp packas hydrolaser i vesiklar och levereras till lysosomer. D?r, i en sur milj?, klyvs fosfatet fr?n det mogna hydrolaset. Om N-acetylglukosamin fosfotransferas inte fungerar p? grund av mutationer eller genetiska defekter i M6P-receptorn, levereras alla enzymer i lysosomerna "som standard" till det yttre membranet och uts?ndras i den extracellul?ra milj?n. Det visade sig att normalt ?ven en viss m?ngd M6P-receptorer kommer in i det yttre membranet. De returnerar lysosomenzymer som av misstag kommit in i den yttre milj?n in i cellen genom endocytosprocessen.

Transport av proteiner till det yttre membranet

Som regel, ?ven under syntes, ?r proteiner fr?n det yttre membranet inb?ddade med sina hydrofoba regioner i membranet av det endoplasmatiska retikulumet. Sedan, som en del av vesikelmembranet, levereras de till Golgi-apparaten och d?rifr?n till cellytan. N?r en vesikel sm?lter samman med plasmalemma, f?rblir s?dana proteiner i dess sammans?ttning och sl?pps inte ut i den yttre milj?n, som de proteiner som fanns i vesikelns h?lighet.

Uts?ndring

N?stan alla ?mnen som uts?ndras av cellen (b?de protein och icke-protein natur) passerar genom Golgi-apparaten och packas d?r i sekretoriska vesiklar. S?, i v?xter, med deltagande av diktyosomer, uts?ndras material

Strukturen av Golgi-komplexet

Golgi komplex (KG), eller inre n?tapparat , ?r en speciell del av cytoplasmans metaboliska system, som ?r involverad i processen f?r isolering och bildande av cellmembranstrukturer.

CG ?r synligt i ett optiskt mikroskop som ett rutn?t eller kr?kta stavformade kroppar som ligger runt k?rnan.

Under ett elektronmikroskop avsl?jades det att denna organell representeras av tre typer av formationer:

Alla komponenter i Golgi-apparaten ?r bildade av sl?ta membran.

Anm?rkning 1

Ibland har AG en granul?r n?tstruktur och ?r bel?gen n?ra k?rnan i form av ett lock.

AG finns i alla v?xt- och djurceller.

Anm?rkning 2

Golgi-apparaten ?r avsev?rt utvecklad i de sekretoriska cellerna. Det ses s?rskilt v?l i nervceller.

Det inre intermembranutrymmet ?r fyllt med en matris som inneh?ller specifika enzymer.

Golgi-apparaten har tv? zoner:

• formationszon d?r, med hj?lp av vesiklar, material kommer in, som syntetiseras i det endoplasmatiska retikulumet;
• mognadszon d?r sekret och sekretionss?ckar bildas. Denna hemlighet ackumuleras i de terminala omr?dena av AG, varifr?n sekretoriska vesiklar knoppar. Som regel b?r s?dana vesiklar hemligheten utanf?r cellen.

• Lokalisering av CG

I apol?ra celler (till exempel i nervceller) ligger CG runt k?rnan, i sekretoriska celler upptar det en plats mellan k?rnan och den apikala polen.

Golgi-s?ckkomplexet har tv? ytor:

formande(omogen eller regenerativ) cis-yta (fr?n lat. Sis - p? denna sida); funktionell(mogen) - trans-yta (fr?n lat. Trans - genom, bakom).

Golgi-kolonnen med sin konvexa yta ?r v?nd mot k?rnan, intill det granul?ra endoplasmatiska retikulumet och inneh?ller sm? runda vesiklar som kallas mellanliggande. Den mogna konkava ytan p? s?ckpelaren ?r v?nd mot cellens spets (apikala pol) och slutar i stora vesiklar.

Bildandet av Golgi-komplexet

CG-membran syntetiseras av det granul?ra endoplasmatiska retikulumet, som ligger intill komplexet. ER-sektionerna intill tappar ribosomer, sm?, s? kallade, knoppar av fr?n dem. transport- eller mellanvesiklar. De flyttar till den formande ytan av Golgi-kolonnen och sm?lter samman med dess f?rsta s?ck. P? den motsatta (mogna) ytan av Golgi-komplexet finns en oregelbundet formad s?ck. Dess expansion - prosekretionsgranuler (kondenserande vakuoler) - knoppar kontinuerligt av och f?rvandlas till sekretoriskt fyllda vesiklar - sekretoriska granuler. S?lunda, i den utstr?ckning som membranen p? den mogna ytan av komplexet anv?nds f?r sekretoriska vesiklar, fylls s?ckarna p? formationsytan p? p? grund av det endoplasmatiska retikulumet.

Funktioner av Golgi-komplexet

Huvudfunktionen hos Golgi-apparaten ?r uts?ndringen av ?mnen som syntetiseras av cellen. Dessa ?mnen transporteras genom cellerna i det endoplasmatiska retikulumet och ackumuleras i n?thinnans vesiklar. Sedan sl?pps de antingen ut i den yttre milj?n eller s? anv?nder cellen dem i livets process.

Komplexet koncentrerar ocks? vissa ?mnen (till exempel f?rg?mnen) som kommer in i cellen fr?n utsidan och m?ste avl?gsnas fr?n den.

I v?xtceller inneh?ller komplexet enzymer f?r syntes av polysackarider och sj?lva polysackaridmaterialet, som anv?nds f?r att bygga cellulosamembranet i cellen.

Dessutom syntetiserar CG de kemikalier som bildar cellmembranet.

I allm?nhet utf?r Golgi-apparaten f?ljande funktioner:

1. ackumulering och modifiering av makromolekyler som syntetiserades i det endoplasmatiska retikulumet;
2. bildandet av komplexa hemligheter och sekretoriska vesiklar genom kondensering av den sekretoriska produkten;
3. syntes och modifiering av kolhydrater och glykoproteiner (bildning av glykokalyx, slem);
4. proteinmodifiering - till?gg av olika kemiska formationer till polypeptiden (fosfat - fosforylering, karboxyl - karboxylering), bildandet av komplexa proteiner (lipoproteiner, glykoproteiner, mukoproteiner) och nedbrytning av polypeptider;
5. ?r viktig f?r bildandet, f?rnyelsen av det cytoplasmatiska membranet och andra membranformationer p? grund av bildandet av membranvesiklar, som senare sm?lter samman med cellmembranet;
6. bildandet av lysosomer och specifik granularitet i leukocyter;
7. bildning av peroxisomer.

Proteinet och, delvis, kolhydratinneh?llet i CG kommer fr?n det granul?ra endoplasmatiska retikulumet, d?r det syntetiseras. Huvuddelen av kolhydratkomponenten bildas i s?ckarna av komplexet med deltagande av glykosyltransferasenzymer, som ?r bel?gna i s?ckarnas membran.

I Golgi-komplexet bildas slutligen cellul?ra sekret inneh?llande glykoproteiner och glykosaminoglykaner. Sekretoriska granuler mognar i CG, som passerar in i vesiklar, och dessa vesiklars r?relse i plasmalemmas riktning. Det sista stadiet av sekretion ?r utst?tningen av bildade (mogna) vesiklar utanf?r cellen. Avl?gsnandet av sekretoriska inneslutningar fr?n cellen utf?rs genom montering av vesikelns membran i plasmalemma och fris?ttning av sekretoriska produkter utanf?r cellen. I processen att flytta sekretoriska vesiklar till cellens apikala pol tjocknar deras membran fr?n de initiala 5-7 nm, och n?r en plasmalemmatjocklek p? 7-10 nm.

Anm?rkning 4

Det finns ett ?msesidigt beroende mellan cellaktivitet och storleken p? Golgi-komplexet - sekretoriska celler har stora kolumner av CG, medan icke-sekretoriska celler inneh?ller ett litet antal s?ckar av komplexet.

Golgi-apparaten ?r en stapel av tillplattade membrans?ckar ("") och ett system av vesikler som ?r associerade med dem. N?r man studerade ultratunna sektioner var det sv?rt att avsl?ja dess tredimensionella struktur, men forskare f?reslog att sammankopplade tubuli bildades runt den centrala.

Golgi-apparaten utf?r funktionen att transportera ?mnen och kemisk modifiering av cellul?ra produkter som kommer in i den. Denna funktion ?r s?rskilt viktig i sekretoriska celler, till exempel uts?ndrar pankreatiska acin?ra celler matsm?ltningsenzymer fr?n pankreasjuice i uts?ndringskanalen. Forskare studerade funktionen hos Golgi-apparaten med hj?lp av elektronmikrofotografier av en s?dan cell. Enskilda transport?mnen identifierades med radioaktivt m?rkta ?mnen.

Proteiner ?r uppbyggda av aminosyror i cellen. Det har konstaterats att de koncentreras av Golgi-apparaten och transporteras sedan till plasmamembranet. I slutskedet, uts?ndringen av inaktiva enzymer, ?r en liknande form n?dv?ndig s? att de inte kan f?rst?ra cellerna d?r de bildas. Som regel ?r proteiner som kommer in i Golgi-komplexet glykoproteiner. D?r genomg?r de en modifiering som g?r dem till mark?rer som l?ter dig styra proteinet strikt f?r dess avsedda syfte. Exakt hur Golgi-komplexet f?rdelar molekyler har inte fastst?llts exakt.

Kolhydratsekretionsfunktion

I vissa fall ?r Golgi-apparaten involverad i uts?ndringen av kolhydrater, till exempel i v?xter, i bildandet av cellv?ggsmaterial. Dess aktivitet f?rst?rks i omr?det av cellplattan, som ligger mellan de tv? nybildade dotterk?rnorna. Golgi-vesiklerna leds till denna plats av mikrotubuli. Vesikelmembran blir en del av dottercellers plasmamembran. Deras inneh?ll blir n?dv?ndigt f?r konstruktionen av cellv?ggarna i medianskiktet och nya v?ggar. Cellulosa tillf?rs celler separat med hj?lp av mikrotubuli, f?rbi Golgi-apparaten.

Golgi-apparaten syntetiserar ocks? glykoproteinet mucin, som bildar slem i l?sning. Det produceras av b?gareceller, som ?r bel?gna i tjockleken av epitelet i andningsslemhinnan och membranen. Vissa insekts?tande v?xter har Golgi-apparater och klibbigt slem i sina bladk?rtlar. Golgi-komplexet ?r ocks? involverat i uts?ndringen av vax, slem, tuggummi och vegetabiliskt lim.