Біологія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА

Одномембранні органели: ендоплазматична сітка, апарат Гольджі, лізосоми, вакуолі

Ендоплазматична сітка (ЕПС) міститься в усіх еукаріотичних клітинах, становить більш ніж половину загальної кількості клітинних мембран. Це система мембранних трубочок, канальців та їх потовщень (бульбашок, цистерн), сполучених із зовнішньою цитоплазматичною мембраною і зовнішньою ядерною оболонкою. Створює безперервну поверхню, що оточує єдину замкнену порожнину.

Відомі два типи ЕПС: шорстка (гранулярна) — укрита рибосомами, розташованими на зверненому до цитоплазми боці мембран, і гладенька (агранулярна) частина тієї ж мембрани, але без рибосом. ЕПС — транспортна сітка клітини, що зв’язує між собою основні її органели і, крім того, ділить цитоплазму на компартменти, у яких відбуваються різноманітні метаболічні процеси.

Гранулярна ендоплазматична сітка

Функції ендоплазматичної сітки:

компартментація цитоплазми;
синтез білків (на шорсткій ЕПС);
дозрівання і накопичення білків;
синтез ліпідів, гормонів ліпідної природи і вуглеводів (на гладенькій ЕПС);
відбуваються процеси обміну глікогену (на гладенькій ЕПС);
транспортування речовин сприяє перенесенню поживних речовин у клітину;
розщеплення токсинів (на мембранах гладенької ЕПС клітин печінки);
розслаблення міофібрил після м’язового скорочення (гладенька ЕПС м’язових клітин поглинає йони Кальцію із цитоплазми).

Комплекс Гольджі — найбільш рухливий та мінливий органоїд, що складається з пучків (по 3-12 штук) мембранних мішечків (диктіосом) і пов’язаних з ними трубочок з пухирцями на кінцях.

Ілюстрація функцій Комплексу Гольджі (КГ)

Диктіосоми полярні: до одного з їх полюсів постійно надходять пухирці з ендоплазматичної сітки та зливаються з їх вмістом, а від другого полюса відходять уже дозрілі пухирці, які транспортуються в інші ділянки клітини та виводяться з неї. Кількість диктіосом у клітині коливається від однієї до десятків і сотень, залежно від типу клітини та фази її розвитку. Комплекс Гольджі міститься навколо клітинного ядра.

Функції комплексу Гольджі:

накопичення і дозрівання речовин метаболізму, що синтезуються в ЕПС, їх перерозподіл у клітині й виведення;
постачання хімічних компонентів для побудови клітинної стінки в рослин;
утворення первинних лізосом і вакуолей;
у комплексі Гольджі відбувається концентрація речовин, які надходять у клітину ззовні і мають бути виведені з неї (наприклад, барвники).

Лізосоми — похідні комплексу Гольджі. Лізосоми виявлено тільки в клітинах тварин і грибів. У кожній клітині є кілька десятків лізосом.

Лізосоми — дрібні сферичні органели, близько 1 мкм в діаметрі, обмежені щільною плазматичною мембраною. Усередині містять однорідну речовину і близько сорока ферментів, які розщеплюють білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти. Усі вони — гідролітичні ферменти (кислі гідролази) з найбільшою активністю при рН5. Кисле середовище необхідне для оптимальної активності ферментів, і в таких умовах мембрана лізосоми непроникна для ферментів.

В організмі під впливом цих ферментів відбувається травлення двох типів: внутрішньоклітинне і порожнинне (у шлунку).

Типи лізосом:

первинні лізосоми утворюються за участі комплексу Гольджі;
вторинні лізосоми (травні вакуолі) утворюються з первинних шляхом злиття з фагоцитозними і піноцитозними пухирцями;
аутолізосоми беруть участь у перетравленні окремих компонентів клітини, цілих клітин або їх груп (знищення дефективних органел, мертвих клітин, хвоста в пуголовків тощо).

Функції лізосом:

містять комплекс ферментів для розщеплення білків, жирів, вуглеводів;
беруть участь у перетравленні частинок, які потрапили в клітину за рахунок фагоцитозу та піноцитозу;
беруть участь у видаленні відмерлих органів, клітин та органел.

Вакуолі — клітинні резервуари води і розчинених у ній речовин. Вони утворюються з пухирцевих розширень ендоплазматичної сітки (у рослин) або з пухирців комплексу Гольджі (у тварин).

У рослинних клітинах є центральна крупна вакуоля, що займає до 90 % об’єму клітини й заповнена клітинним соком. Клітинний сік — водний розчин органічних і неорганічних сполук, зокрема продуктів обміну речовин: пігментів, танінів, алкалоїдів, отруйних речовин, кінцевих продуктів життєдіяльності клітини.

У тваринних клітинах вакуолі тимчасові (травні, скоротливі, видільні) і становлять до 5 % їх об’єму. Трапляються переважно в найпростіших і лише в деяких клітинах хордових (клітинах печінки).

Травні вакуолі, або вторинні лізосоми, заповнені ферментами й виконують травну функцію (у клітинах найпростіших і безхребетних тварин). Травні вакуолі є в особливих клітинах вищих тварин — фагоцитах.

Скоротливі вакуолі регулюють (у клітині) осмотичний тиск, беруть участь у виведенні з неї деяких розчинених продуктів обміну, сприяють надходженню в клітину води й кисню.

Центральна вакуоля рослинних клітин використовується як:

накопичувальний простір для вмісту проміжних продуктів обміну;
місце для відокремлення кінцевих продуктів обміну;
осмотичний простір, що створює осмотично обумовлений тургорний тиск;
постачає воду, необхідну для фотосинтезу.

Значення єдиної вауколярної системи клітини

Ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, лізосоми й вакуолі утворюють єдину вакуолярну систему клітини. Під час перебудови та зміни функцій мембран можливий перехід одних елементів вакуолярної системи в інші.

Мембрани обох типів ендоплазматичної сітки можуть у вигляді дрібних вакуолей входити до складу комплексу Гольджі, де відбувається перебудова та потовщення їх мембран. Від мембран комплексу Гольджі походять мембрани лізосом і секреторних вакуолей. І перші, і другі можуть сполучатись із плазматичною мембраною під час екзоцитозу або злиття первинних лізосом із фагосомами.

Зміст