Какво представлява органелът? Структура и функция на органоидите. Органа на растителната клетка. Органоиди на животинска клетка

Една клетка е нивото на организация на живата материя, независима биосистема, която има основните свойства на всички живи същества. Така че, тя може да се развива, възпроизвежда, се движи, адаптира и се променя. В допълнение, всяка клетка се характеризира с метаболизъм, специфична структура, структура на структури и функции.

Науката, която се занимава с изследването на клетките, е цитологията. Предметът му са структурните единици на многоклетъчни животни и растения, едноклетъчни организми - бактерии, протозои и водорасли, състоящи се само от една клетка.

Ако говорим за общата организация на структурните единици на живите организми, те се състоят от черупка и ядро ​​с ядро. Също така в състава им са клетъчни органи, цитоплазма. Към днешна дата многообразието от изследователски методи е силно развито, но водещото място е заемано от микроскопията, което позволява да се изследва структурата на клетките и да се изследват нейните основни структурни елементи.

Какво представлява органелът?

Органоидите (наричани още органели) са постоянни съставни елементи на всяка клетка, които я правят цяло и изпълняват определени функции. Това са структурите, които са жизненоважни за поддържането на нейните дейности.

Органоидите включват ядрото, лизозомите, ендоплазмения ретикулум и Golgi комплекс, вакуоли и везикули, митохондрии, рибозоми и клетъчен център (центрозом). Това също включва структури, които образуват цитоскелетните клетки (микротубули и микрофиламенти), меланозоми. Отделно е необходимо да се разпределят органоиди на движение. Това са резитба, фланела, миофибрили и псевдоподи.

Всички тези структури са взаимосвързани и осигуряват координираната дейност на клетките. Ето защо въпросът: "Какво е органоид?" - Можете да отговорите, че това е компонент, който може да бъде приравнен към органа на многоклетъчен организъм.

Класификация на органелите

Клетките се различават по размер и форма, както и от функциите си, но имат еднаква химическа структура и единен принцип на организация. В същото време, въпросът за това как е органиоидът и структурите му е доста противоречив. Например, лизозомите или вакуолите понякога не принадлежат към клетъчните органели.

Ако говорим за класификацията на тези клетъчни компоненти, тогава са изолирани немембранни и мембранни органоиди. Nemembrannye - клетъчен център и рибозоми. Органоидите на движение (микротубули и микрофиламенти) също са лишени от мембрани.

В основата на структурата на мембранните органели е наличието на биологична мембрана. Единичните мембранни и двумембранни органели имат обвивка с единична структура, която се състои от двоен слой фосфолипиди и протеинови молекули. Той отделя цитоплазмата от външната среда, помага на клетката да запази формата си. Струва си да си спомним, че в растителни клетки В допълнение към мембраната има и външна целулозна мембрана, която се нарича клетъчна стена. Извършва поддържаща функция.

Мембранните органели включват EPS, лизозоми и митохондрии, както и лизозоми и пластиди. Техните мембрани могат да се различават само в комплекта протеини.

Ако говорим за функционалния капацитет на органелите, някои от тях са в състояние да синтезират определени вещества. Така че, важните органоиди на синтеза са митохондриите, в които се образува АТФ. Рибозомите, пластидите (хлоропласти) и грубият ендоплазмен ретикулум са отговорни за синтеза на протеини, гладко EPS - за синтеза на липиди и въглехидрати.

Разгледайте по-подробно структурата и функциите на органоидите.

сърцевина

Тази органела е изключително важна, защото когато се премахне, клетките престават да функционират и умират.

Ядрото има двойна мембрана, в която има много пори. С помощта на тях тя е тясно свързана с ендоплазмения ретикулум и цитоплазмата. Този органел съдържа хроматин - хромозоми, които са комплекс от протеини и ДНК. Като се има предвид това, може да се каже, че ядрото е органелът, който е отговорен за поддържането на голямата част от генома.

Течната част на ядрото се нарича кариоплазма. Той съдържа продуктите на жизненоважната дейност на основните структури. Най-гъстата зона е ядрото, което съдържа рибозоми, комплексни протеини и РНК, както и фосфати на калий, магнезий, цинк, желязо и калций. Ядрото изчезва преди клетъчно делене и се формира отново в последните етапи на този процес.

Ендоплазмен ретикулум (ретикулум)

EPS е едноместен органоид. Той заема половината от обема на клетката и се състои от тубули и цистерни, които са свързани помежду си, както и с цитоплазмената мембрана и външната обвивка на ядрото. Мембраната на този органоид има същата структура като плазмалома. Тази структура е холистична и не се отваря в цитоплазмата.

Ендоплазменият ретикулум е гладък и гранулиран (груб). На вътрешната обвивка на гранулиран EPS се поставят рибозоми, в които се синтезират протеини. На повърхността на гладката ендоплазматична ретикулума няма рибозоми, но тук се извършва синтез на въглехидрати и мазнини.

Всички вещества, образуващи се в ендоплазмения ретикулум, се транспортират по тръбопровода и тръбната система до местата, където се натрупват и впоследствие се използват в различни биохимични процеси.

Като се има предвид способността за синтезиране на EPS, грубият ретикулум се намира в клетките, чиято основна функция е образуването на протеини и гладката функция в клетките, които синтезират въглехидрати и мазнини. В допълнение, калциевите йони се натрупват в гладкия ретикулум, които са необходими за нормалното функциониране на клетките или организма като цяло.

Трябва също да се отбележи, че EPS е местоположението на апарата Golgi.

Лизозоми, техните функции

Лизозомите са клетъчни органоиди, които се представят от единични мембранни кръгли торбички с хидролитични и храносмилателни ензими (протеази, липази и нуклеаза). Съдържанието на лизозомите се характеризира с кисела среда. Мембраните от тези формирования изолират ги от цитоплазмата, предотвратявайки разрушаването на други структурни компоненти на клетките. Когато ензимите на лизозомата се освобождават в цитоплазмата, се саморазрушава клетката - автолиза.

Трябва да се отбележи, че ензимите се синтезират предимно върху груб ендоплазмен ретикулум, след което се прехвърлят в апарата Golgi. Тук те подлежат на модификация, те са опаковани в мембранни мехурчета и започват да се отделят, стават независими компоненти на клетката - лизозомите, които са първични и вторични.

Първичните лизозоми са структури, които се отделят от Golgi апарата, а вторичните (храносмилателни вакуоли) са тези, които са резултат от сливането на първични лизозоми и ендоцитозни вакуоли.

Като се има предвид такава структура и организация, е възможно да се отделят основните функции на лизозомите:

• разграждане на различни вещества в клетката;
• унищожаване на клетъчни структури, които не са необходими;
• участие в процесите на реорганизация на клетките.

вакуоли

Вакуолите са едномембранни органели сферична форма, които са резервоари на вода и органични и неорганични съединения, разтворени в него. Образуването на тези структури включваше Golgi апарата и EPS.

В животинската клетка има няколко вакуола. Те са малки и заемат не повече от 5% от обема. Основната им роля е да осигурят транспортирането на веществата в цялата клетка.

вакуоли растителна клетка Големи и заемат до 90% от силата на звука. В зряла клетка има само един вакуол, който заема централно положение. Неговата мембрана се нарича тонопласт, а съдържанието се нарича клетъчен сок. Основните функции на растителните вакуоли са да се осигури напрежението на клетъчната мембрана, натрупването на различни съединения и отпадъчни клетки. В допълнение, тези растителни клетъчни органилели осигуряват водата, необходима за процеса на фотосинтеза.

Ако говорим за състава на клетъчния сок, той включва следните вещества:

• Резерв - органични киселини, въглехидрати и протеини, отделни аминокиселини;
• съединения, които се образуват по време на живота на клетките и се натрупват в тях (алкалоиди, танини и феноли);
• фитонциди и фитохормони;
• Пигменти, поради които плодовете, корените и цветните листенца са боядисани в подходящ цвят.

Комплекс "Голджи"

Структурата на органоидите, наречена "Golgi апарат", е съвсем проста. В растителните клетки те приличат на отделни тела с мембрана, в клетките на животните те са представени от цистерни, тубули и мехури. Структурното звено на комплекса "Голджи" е диктиозом, който представлява стек от 4-6 "цистерни" и малки везикули, които са отделени от тях и са вътрешноклетъчна транспортна система и могат също да служат като източник на лизозоми. Броят на диктиозомите може да варира от една до няколкостотин.

Комплексът "Голджи" като правило се намира близо до ядрото. В животинските клетки - в близост до центъра на клетките. Основните функции на тези органели са следните:

• секреция и натрупване на протеини, липиди и захариди;
• модифициране на органични съединения, влизащи в комплекса Golgi;
• Този органоид е мястото на образуване на лизозоми.

Трябва да се отбележи, че EPS, лизозомите, вакуолите, както и апаратът Golgi заедно образуват тубуларно-вакуоларна система, която разделя клетката на отделни секции със съответните функции. В допълнение, тази система осигурява постоянно обновяване на мембраните.

Митохондрия - енергийни клетъчни станции

Митохондриите са биомембранни органоиди с пръчковидна, глобуларна или нишковидна форма, които синтезират АТР. Те имат външна гладка повърхност и вътрешна мембрана с многобройни гънки, които се наричат ​​кристати. Трябва да се отбележи, че броят на кристатите в митохондриите може да варира в зависимост от нуждата на клетката от енергия. На вътрешната мембрана се концентрират множество ензимни комплекси, синтезиращи аденозин трифосфат. Тук енергията на химичните връзки се превръща в макроенергичните връзки на АТР. Освен това, в митохондриите се разцепват мастни киселини и въглехидрати с освобождаването на енергия, която се натрупва и се използва за процеси на растеж и синтез.

Вътрешната среда на тези органели се нарича матрица. Той съдържа пръстенна ДНК и РНК, малки рибозоми. Интересното е, че митохондриите са полуавтономни органоиди, тъй като те зависят от функционирането на клетката, но в същото време могат да запазят определена независимост. Така че те са в състояние да синтезират собствените си протеини и ензими, а също и да се възпроизвеждат самостоятелно.

Смята се, че са настъпили митохондрии когато освобождава в клетката гостоприемник аеробни прокариотни организми, което води до образуване на специфичен комплекс симбиоза. По този начин, митохондриална ДНК има същата структура като ДНК на съвременни бактерии и протеин синтеза в митохондриите и в бактерии инхибирани от същите антибиотици.

Пластидите са органоиди на растителни клетки

Пластидите са доста големи органели. Те се намират само в растителни клетки и се формират от прекурсори - пропластиди, съдържат ДНК. Тези органели играят важна роля в метаболизма и се отделят от цитоплазмата чрез двойна мембрана. Освен това те могат да образуват подредена система от вътрешни мембрани.

Пластидите се предлагат в три типа:

1. Хлорпластите са най-многобройните пластиди, отговорни за фотосинтезата, при които се образуват органични съединения и свободен кислород. Тези структури имат сложна структура и са способни да се движат в цитоплазмата към светлинния източник. Основното вещество, което се съдържа в хлоропластите, е хлорофилът, чрез който растенията могат да използват енергията на слънцето. Трябва да се отбележи, че хлоропластите като митохондриите са полуавтономни структури, тъй като те са способни на самостоятелно разделяне и синтез на собствените си протеини.
2. Леукопласт - безцветни пластиди, които под влиянието на светлината се превръщат в хлоропласти. Тези клетъчни компоненти съдържат ензими. С помощта на тях глюкозата се превръща и натрупва под формата на нишесте зърна. В някои растения тези пластиди са в състояние да натрупват липиди или протеини под формата на кристали и аморфни тела. Най-големият брой левкопласти е концентриран в клетките на подземните органи на растенията.
3. Хромопластите са производни на другите два вида пластиди. Те образуват каротеноиди (с разрушаването на хлорофила), които имат червен, жълт или оранжев цвят. Хромопластите са крайният етап на пластидната трансформация. Повечето от тях в плодове, венчелистчета и есенни листа.

рибозоми

Какво е наречен органоид рибозомите? рибозоми наречени nemembrannye organelles, състоящи се от два фрагмента (малки и големи субединици). Техният диаметър е около 20 nm. Те се намират във всички видове клетки. Те са органели на животни и растителни клетки, бактерии. Тези структури се образуват в ядрото, след което преминават в цитоплазмата, където се поставят свободно или се прикрепват към EPS. В зависимост от синтезиращите свойства, рибозомите функционират сами или се комбинират в комплекси, образуващи полирибозоми. В този случай тези немембранни органели се свързват с информационна РНК молекула.

Рибозомът съдържа 4 молекули от r-РНК, които съставляват неговата рамка, както и различни протеини. Основната задача на този органоид е събирането на полипептидна верига, която е първият етап в синтеза на протеини. Тези протеини, които се образуват от рибозомите на ендоплазмения ретикулум, могат да се използват от целия организъм. Протеините за нуждите на една клетка се синтезират от рибозоми, които се намират в цитоплазмата. Трябва да се отбележи, че рибозомите също се намират в митохондриите и пластидите.

Цитоскелетни клетки

Клетъчният цитоскелет се образува от микротубули и микрофиламенти. Микротубулите са цилиндрични образувания с диаметър 24 nm. Тяхната дължина е 100 μm-1 мм. Основният компонент е протеин, наречен тубулин. Той е неспособен да се свие и може да бъде унищожен от колхицин. Микротубулите се намират в хиалоплазмата и изпълняват следните функции:

• създава еластична, но в същото време силна клетъчна рамка, която му позволява да запази формата си;
• участват в процеса на хромозомно разпределение на клетката;
• осигуряване на движението на органели;
• се съдържат в клетъчния център, както и във флагели и ресни.

Микрофиламенти - нишки, поставени под плазмена мембрана и се състои от актин или миозинов протеин. Те могат да се свиват, което води до движението на цитоплазмата или изпъкналостта на клетъчната мембрана. В допълнение, тези компоненти участват в образуването на свиване в клетъчното делене.

Центърът на клетките (центрозом)

Този организел се състои от 2 центроли и центросфера. Центролът е цилиндричен. Стените му се образуват от три микротубула, които се сливат помежду си чрез кръстосано свързване. Центролите са подредени по двойки под прав ъгъл един към друг. Трябва да се отбележи, че клетките от висши растения са лишени от тези органоиди.

Основната роля на клетъчния център е да осигури равномерно разпределение на хромозомите по време на клетъчното делене. Той е и центърът на организацията на цитоскелета.

Органели за движение

На органоидите на движението се носят репички, а също и флагели. Това са миниатюрни израстъци под формата на косми. Flagella съдържа 20 микротубула. Нейната база се намира в цитоплазмата и се нарича основно тяло. Дължината на флагела е 100 μm или повече. Flagellites, които имат само 10-20 микрона, се наричат ​​ресни. Когато подхлъзващите микротубули, ресни и флагели са способни да се люлеят, причинявайки движението на самата клетка. В цитоплазмата могат да се съдържат контрактилни фибрили, наречени миофибрили - те са органели на животинската клетка. Миофибрилите, като правило, се намират в миоцитите - клетките на мускулната тъкан, както и в сърдечните клетки. Те се състоят от по-малки влакна (протофибрили).

Трябва да се отбележи, че гредите на миофибрилите се състоят от тъмни влакна - това са анизотропни дискове, а също и светли участъци - са изотопични дискове. Структурната единица на миофибрила е саркомът. Това е зоната между анизотропния и изотропния диск, който има актин и миозинови влакна. Когато се плъзгат, саркомът намалява, което води до движението на цялото мускулно влакно. Същевременно се използва енергията на АТФ и калциевите йони.

С помощта на флагели се движат най-простите и сперматозоидите на животните. Кръвта е органът на движението на инфузорната обувка. При животните и хората те покриват дихателните пътища на дихателните пътища и помагат да се отърват от малки твърди частици, например от прах. В допълнение, все още има псевдоподи, които осигуряват амебоидно движение и са елементите на много едноклетъчни и животински клетки (например, левкоцити).

Повечето растения не могат да се движат в пространството. Техните движения се състоят в растеж, движение на листата и промени в цитоплазмата на клетките.

заключение

Въпреки разнообразието от клетки, всички те имат подобна структура и организация. Структурата и функциите на органоидите се характеризират с идентични свойства, осигуряващи нормалното функциониране както на отделната клетка, така и на целия организъм.

Тази закономерност може да бъде изразена както следва.

Таблица "Органоиди на еукариотната клетка"

Ако извлечем заключения, можем да кажем, че има незначителни разлики между животинските и растителните клетки. В този случай функционалните характеристики и структурата на органоидите (таблицата по-горе, потвърждава това) има общ принцип на организация. Клетката функционира като съгласувана и интегрирана система. В този случай функциите на органоидите са взаимосвързани и са насочени към оптимална работа и поддържане на жизнената активност на клетките.