Немембранные органеллы

Рибосомы - это сферические гранулы диаметром 15 – 35 нм, являющиеся местом

синтеза белка из аминокислот. Имеются в клетках всех организмов, в том числе прокариотических. В цитоплазме десятки тысяч рибосом расположены свободно (по одиночке или группам) или прикреплены к наружной поверхности мембраны ядра и ЭР. Они обнаружены также: в митохондриях и хлоропластах.

Каждая рибосома состоит из двух нуклеопротеидных субъединиц разной величины, физического и химического строения, удерживающихся вместе благодаря присутствию в них ионов Mg. Рибосомы состоят примерно из равных количеств белка и РНК.

В состав цитоплазматической рибосомы эукариотической клетки входит всего 4 молекулы РНК (из них 3 в большой субъединиц), а в рибосомах прокариотической присутствуют 3 молекулы РНК (из них 2 в большой субъединице). Белки большой и малой субъединиц рибосом отличаются по аминокислотному составу и молекулярной массе.

Рибосомальная РНК (рРНК) синтезируется в ядре на молекуле ДНК, одной из хромосом. Так же формируются субъединицы рибосомы, которые затем покидают ядро.

В процессе синтеза белка рибосома защищает иРНК и синтезируемый белок от разрушающего действия клеточных ферментов типа РНК–аз и протеаз. Механизм защитного действия заключается в том, что нить иРНК проходит между большой и малой субъединиц рибосомы, а начальная часть вновь синтезируемого белка находится в каналоподобной структуре большой субъединицы. На одной молекуле иРНК могут размещаться несколько рибосом. Их число определяется длинной иРНК.

Комплекс из иРНК и рибосом (до нескольких десятков) называется полисомой или полирибосомой). Образование полисом повышает эффективность функционирования иРНК за счет того, что протекает одновременно синтез нескольких полипептидных цепей. Именно на полисомах происходит синтез белка (трансляция).

Клеточный центр. Состоит из 2–х центриолей и центросферы. Центриоли располагаются перпендикулярно друг другу и образуют диплосому. От диплосомы отходят микротрубочки, образующие центросферу. Основу строения центриолей составляет расположенный по окружностей 9 групп микротрубочек (по 1, 2 или 3 микротрубочек в группе), образующих таким образом полый цилиндр.

Систему микротрубочек центриоли обычно описывают формулой (9+0), подчеркивая отсутствие микротрубочек в ее центральной части.

Вокруг каждой центриоли расположен бесструктурный или тонковолокнистый матрикс.

Часто около центриолей и в связи с ними можно обнаружить несколько дополнительных структур (сателлиты, фокусы схождения микротрубочек, исчерченные волокнистые корешки, дополнительные микротрубочки, образующие особую зону центросферу вокруг центриоли).

Центриоли характерны и обязательны для клеткок животных, их нет у высших растений, у низших грибов и некоторых простейших.

Строение и активность центриолей меняется в зависимости от периода клеточного цикла.

Перед началом клеточного деления число центриолей в клетке удваивается, и к началу деления в клетке имеется 2 клеточных центра, которые расходятся к противоположным полюсам клетки. Между клеточными центрами образуется веретено деления, к нитям которого прикрепляются расходящиеся к противоположным полюсам клетки хромосомы.

Клеточный центр называется «организатором микротрубочек», т.к. их рост начинается от этой структуры.

Функции клеточного центра:

1. образование цитоплазматических микротрубочек;

2. построение веретена деления (обеспечение движения хромосом при клеточном делении);

3. образование ресничек и жгутиков;

Цитоскелет – обширная трехмерная сеть нитчатых компонентов, состоящая из микротрабекулярной системе, микротрубочек и микрофиламентов.

Функции цитоскелета: обеспечивает поддержание формы клетки и участвует в движении цитоплазмы (циклоз).

Микротрабекулярная система представляет собой сеть из тонких фибрилл (микротрабекул) толщиной 2 – 3 нм, которые пересекают цитоплазму в разном направлении и связывают все внутриклеточные компоненты: микротрубочки, органеллы клетки, цитоплазматическую мембранную

Микротрабекулы состоят из разных белков, образующих друг с другом сложные комплексы. В точках пересечения или соединение концов трабекул сети располагаются рибосомы.

Система микротрабекул разделяет цитоплазму как бы на 2 фазы: полимерную – богатую белками; и жидкую - в промежутках между трабекулами.

Микротрубочки содержатся во всех эукариотических клетках и представляет собой полые неразветвленные цилиндры. Очень тонкие. Внешний диаметр не более 30 нм, а толщина стенки – 5 нм. В длину могут достигать несколько мкм.

Микротрубочки легко распадаются (разбираются) и собираются вновь. Сборка микротрубочек, из молекул глобулярного белка тубулина, вероятно, может начаться при наличии матрицы. Матрицей (организатором микротрубочек) могут являться центриоли, базальные тельца ресничек и жгутиков, а также особые структуры хромосом в области первичной перетяжки (центромеры) – кинетохоры.

Микротрубочки вместе с микротрабекулярной системой выполняют функции:

ü опорную – придают клетке определенную форму;

ü образуют веретено деления и обеспечивают расхождение хромосом к полюсам клетке;

ü отвечают за перемещение клеточных органелл, которые с помощью микротрубочек направляются в нужные места.

Микрофиламенты представляют собой тонкие нити (диаметр 6 нм), встречающиеся во всей цитоплазме клетки. Особенно много их в поверхностном слое цитоплазмы (кортикальный слой под цитоплазматической мембраной, в ложноножках подвижных клеток, где они образуют густую сеть тонких нитей, которые пересекаются в разных направлениях). Пучки микрофиламентов обнаруживаются в микроворсинках эпителия кишечника.

Микрофиламенты образуются из белка актина, молекулы которых полимеризуются в длинную фибриллу, состоящие из 2-х закрученных относительно друг другу спиралей.

В клетке содержание актина 10 – 15% от общего количества всех белков. В них обнаружены также нити другого важного сократительного белка миозина, хотя количество их меньше. Взаимодействие актина и миозина лежит в основе сокращения мышц.

Функции микрофиламентов:

1) Микрофиламенты актина взаимодействуют с микротрубочками поверхностного слоя цитоплазмы и с плазмалеммой и обеспечивают двигательную активность цитоплазмы;

2) Участвуют в эндоцитозе;

3) В образовании перетяжки при делении клеткок животных;

4) Обеспечивают амебоидное движение.

Реснички и жгутики можно отнести к органеллам специального назначения. Представляет собой подвижные цитоплазматические отростки, служащие либо для передвижения всего организма (у протист, ресничных червей) или репродуктивных клеток; либо для транспорта частиц и жидкостей (например, реснички у мерцательных клеток слизистой оболочки носовых полостей и трахей, яйцеводов и т.д.)

Наличие ресничек и жгутиков характерно для:

ü Клетки многих простейших;

ü Клетки мерцательного эпителия дыхательных путей;

ü Клетки кишечника многоклеточных организмов;

ü В клетках зооспор водорослей, мхов, папоротников

Реснички и жгутики представляют собой тонкие цилиндрические выросты цитоплазмы(рис. Б), покрытые плазматической мембраной. Жгутики эукариотической клетки по всей длине содержат 20 микротрубочек. (9 периферических дублетов и 2 центральные одиночные = 9+2). От каждой периферической пары к центральной направлены радиальные нити (спицы).

У основания жгутика в цитоплазме располагается базальное тельце.

Длина жгутиков до 100 мкм и больше. Более короткие (10 – 20 мкм) жгутики, которых бывает много на одной клетке, называется ресничками. Реснички и жгутики сходны по строению. Скольжение микротрубочек, входящих в состав жгутиков или ресничек, вызывает их биение, что обеспечивает перемещение клетки, либо продвижение частиц.

Клеточные включения - непостоянные структуры клетки. К ним относят капли и зерна белков, углеводов, жиров, а также кристаллические включения (органические кристаллы, которые могут образовывать в клетки белки, вирусы, соли щавелевой кислоты и т.д., и неорганические кристаллы, образованные солями Ca).

В отличие от органоидов, включения не имеют мембраны, элементов цитоскелета и периодически синтезируются и расходуются.

Пример:

ü Капля жира используется как запасное вещество в свойстве с его высокой энергоемкостью;

ü Зерна углеводов (полисахаридов в виде крахмала у растений и в виде гликогена у животных и грибов) – как источник энергии для образования АТФ;

ü Зерна белка – как источник стройматериала;

ü Соли Ca – для обеспечения процесса возбуждения, обмена веществ и т.д.