Эндоплазматическая сеть Комплекс Гольджи. Лизосомы. Включения

Словно запутанный ветвистый лабиринт пронизывает всю цитоплазму эндоплазматическая сеть или эндоплазматический ретикулум как её ещё называют.

Эндоплазматическая сеть − это внутриклеточный органоид эукариотической клетки, который представляет собой разветвлённую систему из окружённых мембраной уплощённых полостей, пузырьков и канальцев.

Часть эндоплазматической сети гладкая (агранулярная). Здесь на гладких участках образуются углеводы и липиды. Эти вещества переносятся внутрь трубочек ретикулума и по ним транспортируются к местам накопления или использования в биохимических реакциях.

В гладкой эндоплазматической сети, кроме того накапливаются ионы кальция – важные регуляторы всех функций клеток и целого организма.

Большая же часть сети шероховатая (гранулярная). Шероховатость придают эндоплазмотической сети рибосомы –уникальные природные фабрики синтезирующие белок. Иногда их в одной клетки много тысяч.

Шероховатая сеть лучше всего развита в тех клетках, которые синтезируют белки для нужд всего организма (например, белковые гормоны), а гладкая в тех клетках, которые синтезируют, к примеру сахара и липиды.

Эндоплазматическая сеть — это транспортная система клетки. В которой происходит синтез белков, липидов и других веществ, необходимых как самой клетке, так и многим другим клеткам. Если речь идёт о многоклеточно организме.

Также эндоплазматическая сеть принимает участие в том числе и в создании новой ядерной оболочки (например, после митоза).

На шероховатой (гранулярной) эндоплазматической сети происходит синтез белков в рибосомах. Но сперва на рибосомы поступает матричная РНК, которая несёт информацию от ДНК, в цитоплазму на рибосомы. И именно она передаёт информацию о том какой белок должен синтезироваться.

От эндоплазматической сети белки в виде пузырьков – везикул отпочковываются доставляются по микротрубочкам к комплексу Гольджи, и сливаются с ним. Здесь в полостях комплекса..молекулы белка дозревают. В итоге от Гольджи отпочковываются пузырьки содержащие полностью зрелые белки.

Затем окружённые мембраной они направляются к различным участкам клетки, туда где они необходимы.. или выводятся наружу.

Каким же образом это происходит?

В данном процессе везикулы выступают в роли, транспортных систем, которые переносят необходимые клетке вещества, секретируемые в комплексе Гольджи.

Секреторная везикула — это мембранный пузырёк, в котором находиться большое количество специализированного белка.

Везикулы могут содержать различные вещества. Например, некоторые нервные клетки выделяют белки нейротрансмиттеры. Благодаря которым осуществляется передача импульса от нервной клетки к мышечной ткани.

Спецефические клетки гипофиза выделяют пептидные гормоны.

Бета-клетки поджелудочной железы секретируют инсулин. Инсулин увеличивает проницаемость плазматических мембран для глюкозы, активирует ключевые ферменты гликолиза, стимулирует образование в печени и мышцах из глюкозы гликогена, усиливает синтез жиров и белков. Кроме того, инсулин подавляет активность ферментов, расщепляющих гликоген и жиры.

Все секреторные везикулы происходят из транспортных везикул, покидающих трансотдел из Аппарата Гольджи. Везикулы с одинаковым содержимым сливаются, формируя более крупные.

Везикулы, содержащие инсулин, накапливаются до тех пор, пока не поступит сигнал в виде глюкозы. Глюкоза сама по себе на прямую не запускает секрецию. Но в её присутствии запускается сложный каскад реакций, который приводит к выбросу секрета. Ключевой момент этого процесса – это слияние секреторных везикул содержащие инсулин с цитоплазматической мембраной клетки и выброс белка в прилегающие кровеносные капилляры.

Все описанное выше это классический пример того как различные секреторные события обеспечивает нормальное течение клеточных и физиологических процессов в организмах.

Ещё одна важная функция комплекса Гольджи – это сборка мембран клетки. Дело в том, что мембрана клетки под валянием различных факторов может разрушаться. Белки и липиды, которые составляют мембрану…как мы уже говорили выше секретируются в эндоплазматической сети, затем они поступают в комплекс Гольджи. Здесь в полостях комплеса из липидов и белков собираются участки мембран. Затем в виде особых пузырьков они доставляются в те места клетки, где требуется достроить мембрану.

Из пузырьков комплекса Гольджи, которые содержат ферменты формируются и пищеварительные органеллы лизосомы.

Рассмотрим функции и строение лизосом.

Лизосомы расщепляют поступившие пищеварительные частицы, до простых веществ, которые затем использует клетка. Крупные частицы пищи захватываются в пищеварительные вакуоли, которые сливаются с лизосомами.

Лизосома содержит в себе большой набор ферментов, способных разрушать пищевые вещества. Данные ферменты формируются из белков в комплексе Гольджи. Продукты переваривания проникают в цитозоль и используются клеткой.

Так же лизосомы можно назвать сборщиками мусора. Они уничтожают повреждённые или изношенные части клетки. К примеру, во время замены старых органоидов новыми, или во время переваривание белков и других веществ, произведённых внутри самой клетки. Лизосомы своими ферментами расщепляют весь клеточный мусор.

Такой процесс называется аутофагией — уничтожение ненужных клеточных структур.

Помимо мембранных и немембранных органелл в клетках могут быть клеточные включения.

Включения — это скопления веществ, которые клетка использует для своих нужд. Они то возникают, то исчезают в процессе жизнедеятельности клетки. Основное место локализации включений – это цитоплазма, но иногда они встречаются и в ядре.

Обычно они видны в оптический микроскоп в виде зёрен или капель различной величины и формы. Химический состав включений очень разнообразен. Это могут быть капли и зерна белков, углеводов и жиров, а также кристаллические включения. В отличие от органоидов включения не имеют мембран или элементов цитоскелета и периодически синтезируются, и расходуются.

Большое количество жировых капель встречается в цитоплазме ряда простейших, например инфузорий. Капли жира используются как запасное вещество в связи с его высокой энергоемкостью.

Капли жира встречаются в клетках практически всех растительных тканей, очень много жира содержится в семенах некоторых растений.

Включения в виде зёрен углеводов – например крахмала у растений – накапливаются как источник энергии для образования АТФ.

Крахмал имеет вид гранул различной формы и размеров, причём форма крахмальных гранул специфична для каждого вида растений и для определённых тканей.

Каждая крахмальная гранула состоит их отдельных слоёв, а каждый слой, в свою очередь, включает радиально расположенные кристаллы.

Так, у картофеля крахмальные зерна неправильной формы, с хорошо выраженной слоистостью, обычно простые, очень крупные.

У бобовых крахмальные зерна овальной формы, с хорошо выраженной слоистостью, обычно с продольной трещиной, от которой отходят многочисленные боковые трещины меньшей длины.

У пшеницы крахмальные зерна обычно двух размеров: мелкие округлые, и крупные чечевицеобразные.

Крахмальные зерна кукурузы округло-угловатые, мелкие, с хорошо заметным образовательным центром в виде лучистой щели.

У овса крахмальные зерна сложные, яйцевидной формы, состоящие из многочисленных мелких зернышек.

Отложения крахмала широко распространены во всех органах растения, но особенно богаты им семена, подземные побеги (клубни, луковицы, корневища).

Зерна белка в клетках растений служат источником строительного материала.

Белковыми гранулами богата цитоплазма яйцеклеток, где они имеют форму пластинок, шариков, дисков и палочек.

В клетках растений в процессе их жизнедеятельности образуются и настоящие кристаллы минеральных солей. Шаровидных образований, состоящих из многих сросшихся мелких кристалликов (например, в коре, корневищах).

Соли кальция необходимы для обеспечения процесса возбуждения, обмена веществ. Оксалат кальция встречается или в виде кристаллов, например, как в клетках черенка листа бегонии, или в виде игольчатых кристаллов, объединённых в пучки (стебли винограда).

У многоклеточных животных и простейших в цитоплазме клеток встречаются отложения гликогена.

Гранулы гликогена хорошо видны в световом микроскопе. Особенно велики скопления гликогена в цитоплазме поперечнополосатых мышечных волокон и в клетках печени, в нейронах.

К клеточным включениям относятся например некоторые пигменты жёлтого и красного цвета − каротины. Они накапливаются в виде мелких капель в клетках растений, например моркови. В клетках коркового вещества надпочечников и в некоторых клетках яичников.

Присутствие некоторых пигментов связано с выполнением этими клетками особых функций.

Примерами могут служить красный дыхательный пигмент гемоглобин в эритроцитах крови. Гемоглобин — это сложный железосодержащий белок способный обратимо связываться с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани.

Пигмент меланин накапливается в особых органеллах — меланосомах. Меланин — это природный чёрный, коричневый пигмент. Он определяет окраску кожи волос, радужной оболочки глаза.

По дендритным отросткам меланоцитов меланосомы постепенно мигрируют в соседние кератиноциты и, таким образом, распределяются в эпидермисе, определяя цвет кожи.

Ненужные клетки продукты метаболизма выводятся клеткой наружу. Такие вещества называют экскреторными включениями. К ним также относятся инородные включения — те, которые случайно попадают в клетку. Такие включения клетка лизирует с помощью своей лизосомальной системы, а оставшиеся частицы выводит (экскретирует) во внешнюю среду.