Какво е органел? Структурата и функцията на органели. Органели на растителната клетка. Органели на животински клетки

Клетката е ниво 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, едноклетъчните 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 клетъчните органели, цитоплазмата. Към днешна дата многообразието от изследователски методи е силно развито, но водещото място се занимава с микроскопия, което позволява да се изследва структурата на клетките и да се изследват нейните основни структурни елементи.

Какво е органел?

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 така включва структурите, които образуват цитоскелетните клетки (микротубули и микрофиламенти), меланозоми. Отделно е необходимо да се разпределят органоиди на движение. Това са репички, фланела, миофибрили и псевдоподи.

Всички тези структури са взаимосвързани и осигуряват координираната активност 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 какво е органикоид и какви структури е той е доста противоречив. Например, лизозомите или вакуолите понякога не принадлежат към клетъчните органели.

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

В сърцето на структурата на мембранните органели е наличието на биологична мембрана. Едномембранните и двумембранните органоиди имат черупка 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 се напомни, че в растителните 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 синтезата са митохондриите, в които се образува АТФ. Ризозомите, пластидите (хлоропласти) и грубият ендоплазмен ретикулум са отговорни за синтеза на протеини, гладко EPS - за синтеза на липиди и въглехидрати.

Помислете по-подробно за структурата и функциите на органоидите.

сърцевина

Тази органела е изключително важна, защото когато тя се отстранява, клетките спират 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, можем да кажем, че е ядрото, което е органелът, който е отговорен за запазването на голямата част от генома.

Течната част на ядрото се нарича кариоплазма. Той съдържа продуктите от жизненоважната дейност на ядрените 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 клетъчното деление и се формира отново в последните етапи на този процес.

Ендоплазмен ретикулум (ретикулум)

EPS е едномембранна органела. 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, които се образуват в ендоплазмения ретикулум, се транспортират през системата от тубули и тубули до местата, където се натрупват и впоследствие се използват в различни биохимични процеси.

Като се има предвид способността за синтезиране на EPS, грабежният ретикулум се намира в клетки, 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.

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

Лизозоми, техните функции

Лизозомите са клетъчни органоиди, които се представят от единични мембранни торби с кръгла форма с хидролитични и храносмилателни ензими (протеази, липази и нуклеаза). Съдържанието на лизозомите се характеризира с кисела среда. Мембраните от тези формации ги изолират от цитоплазмата, предотвратявайки разрушаването на други структурни компоненти на клетките. С освобождаването на лизозомните ензими в цитоплазмата се извършва саморазрушаването на 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, са опаковани в мембранни везикули и започват да се разделят, стават независими компоненти на клетката - лизозоми, 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 включва 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.

Вакуолите на растителните клетки са големи и заемат до 90% от обема. 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, кореноплодни и цветни 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. Структурната единица на комплекса "Голджи" е диктиозом, представляващ куп от 4-6 "цистерни" и малки везикули, които са отделени от тях и са вътрешноклетъчна транспортна система и могат също така 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;
• Модификация на органични съединения, влизащи в комплекса "Голджи";
• Този органоид е мястото на образуване на лизозоми.

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

Митохондриите са клетъчни електроцентрали

Митохондриите са двумембранни 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 химическите връзки се превръща в макроенергичните връзки на АТР. В допълнение, в митохондриите се разцепват мастни киселини и въглехидрати с освобождаването на енергия, която се натрупва и се използва за растеж и синтез.

Вътрешната среда на тези органели се нарича матрица. Той съдържа пръстен ДНК и РНК, малки рибозоми. Интересното е, че митохондриите са полуавтономни органоиди, защото 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 митохондриите възникват, когато аеробните прокариотни организми навлизат в клетката гостоприемник, което води до образуването на специфичен симбиотичен комплекс. По този начин митохондриалната ДНК има същата структура като ДНК на съвременните бактерии, а синтезата на протеини в митохондриите и бактериите се инхибира от идентични антибиотици.

Пластидите са органични растителни клетки

Пластидите са доста големи органели. Те се намират само в растителните 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 тяхна помощ, глюкозата се превръща и се 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-голям 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.

рибозомите

Какво представлява органоидът, наречен рибозом? Рибозомите се наричат немембранни органели, състоящи се от два фрагмента (малки и големи подединици). 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 са поставени свободно или са прикрепени към EPS. В зависимост от синтезиращите свойства, рибозомите функционират самостоятелно или се комбинират в комплекси, образувайки полирибозоми. В този случай тези немембранни органели се свързват с информационна РНК молекула.

Рибозомът съдържа 4 молекули r-РНК, които съставят 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 отделни клетки 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. Тя е неспособна да се свие и може да бъде унищожена от колхицин. Микротубулите се намират в хиалоплазмата и изпълняват следните функции:

• Създайте еластична, но в същото време силна клетъчна рамка, която му позволява да запази формата си;
• Участва в процеса на разпределение на клетките в хромозомите;
• Осигуряване на движението на органели;
• Съдържат се в клетъчния център, както и във флагели и ресни.

Микрофиламентите са нишки, които се поставят под плазмената мембрана и се състоят 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.

Клетъчният център (центрозом)

Този органел 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 една спрямо друга. Трябва да се отбележи, че клетките от висши растения са лишени от тези органоиди.

Основната роля на клетъчната център - осигуряване на равномерно разпределение на хромозомите по време на клетъчното делене. Той е и център на организацията на цитоскелета.

движение органел

Чрез движение органели включва реснички и камшичета. Този малък израстъци под формата на косми. Камшиче 20 съдържа микротубули. Неговата фондация се намира в цитоплазмата и се нарича базалната тялото. камшиче дължина от 100 микрона или повече. Камшичета, които са само на 10-20 микрона, наречена реснички. Когато плъзгащи микротубулите на ресничките и камшичета са в състояние да се люлее, което води до движението на клетката. В цитоплазмата може да съдържа контрактилните фибрили, които се наричат миофибрили - това органели животински клетки. Миофибрили обикновено са поставени в мускулните клетки - клетките на мускулна тъкан, както и в клетки на сърцето. Те се състоят от малки влакна (протофибрили).

Трябва да се отбележи, че снопчетата myofibril състоят от оптични нишки - е анизотропни дискове, както и моменти - това е изотропни дискове. Структурното звено на myofibril - саркомера. Тази част между анизотропни и изотропно диска, който има миозиновите и актиновите нишки. С тяхна плъзгане саркомера съкращаване случи, което води до движение на всички на мускулните влакна. Тази енергия се използва АТР и калциеви йони.

С помощта на камшичета протозои и сперматозоидите се движат животни. Ресничките са движенията на тялото ресничести челюсти. В животните и човека те обхващат пневматични дихателните пътища и помага да се отървете от фините прахови частици като прах. В допълнение, има псевдопод които осигуряват amoeboid движение са елементите на много едноклетъчно и животни (например, левкоцити) клетки.

Повечето растения не могат да се движат в пространството. Преместване им са в растеж, Преместване на листа и промени в цитоплазмата на клетката поток.

заключение

Независимо от голямото разнообразие на клетка, всички те имат сходна структура и организация. Структура и функция на органели имат еднакви свойства, осигуряващи нормална работа като една клетка, и целия организъм.

можем да изразим този модел следва.

Таблица "органели на еукариотни клетки"

органел	растителната клетка	zooblast	основни функции
сърцевина	е	е	Съхраняване на ДНК, РНК транскрипция и протеиновия синтез
ендоплазмения ретикулум	е	е	, Натрупването на калциеви йони, образуването на Golgi синтез на протеини, липиди и въглехидрати комплекс
митохондриите	е	е	АТР синтез собствени ензими и белтъци
пластиди	е	не	участват в фотосинтеза, натрупването на нишесте, липиди, протеини, каротеноиди
рибозомата	е	е	събиране на полипептидната верига (синтеза на протеини)
микротубулите и микрофиламенти	е	е	позволява на клетката да се поддържа определена форма, са неразделна част от центъра на клетката, реснички и камшичета осигури движение на органели
лизозоми	е	е	разграждане на вещества вътре в клетката, унищожаване неговите нежелани структури, участващи в оздравяването на клетки предизвика автолиза
голям централен вакуола	е	не	Тя осигурява напрежение клетъчна стена натрупва хранителни вещества и клетка отпадъчни продукти, летливи и фитохормони, както и пигменти, воден резервоар
Голджи комплекс	е	е	отделя и се натрупва протеини, липиди и въглехидрати, променя вещества влизат в клетката, е отговорен за образуването на лизозоми
cytocentrum	там, с изключение на висши растения	е	Тя е в центъра на организирането на цитоскелета осигурява равномерна разделянето на хромозомите по време на клетъчното делене
миофибрили	не	е	осигури намаляване на мускулната тъкан

Ако заключенията, можем да кажем, че има малки разлики между животинските и растителни клетки. В този случай характеристиките на структурата и органели (таблицата е посочено по-горе, потвърждава) има общия принцип на организация. Функциите клетката като координирана и интегрирана система. В този случай, функциите на органели са взаимно свързани и са насочени за оптимална работа и поддържане на клетъчната активност.