Цитоплазма. Классификации органелл. Структура и функции органелл общего значения.

• Цитоплазма включает гиалоплазму, органеллы и включения.
• Органеллы делят на общего и специального значения, а также на мембранные и немембранные.
• Мембранные: ЭПС (грЭПС — синтез белков, аЭПС — липиды, детоксикация, Ca2+), комплекс Гольджи (модификация, сортировка, упаковка), лизосомы (внутриклеточное переваривание), пероксисомы (окисление, обезвреживание H2O2), митохондрии (дыхание, АТФ).
• Немембранные: рибосомы (синтез белка), клеточный центр (центриоли, организация микротрубочек), цитоскелет (микротрубочки, микрофиламенты, промежуточные филаменты — опора, движение, транспорт).

Цитоплазма — это обязательный компонент клетки, отделенный от внешней среды плазмолеммой и окружающий ядро. Она включает в себя гиалоплазму, органеллы и включения. Классификации органелл: Органеллы — это постоянные, обязательные структуры цитоплазмы, выполняющие специфические функции. Их классифицируют по нескольким признакам. 1. По функциональному значению: ○ Органеллы общего значения: Присутствуют практически во всех клетках и выполняют жизненно важные функции (например, митохондрии, рибосомы, ЭПС, комплекс Гольджи, лизосомы, клеточный центр). ○ Специальные органеллы: Обнаруживаются только в специализированных клетках и обеспечивают выполнение их особых функций (например, реснички, жгутики, миофибриллы). 2. По наличию мембраны: ○ Мембранные: Имеют в своей структуре биологическую мембрану. К ним относятся митохондрии, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы. ○ Немембранные: Не имеют мембранного строения. К ним относятся рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микрофиламенты, реснички. (Источник: В. Л. Быков, "Цитология и общая гистология", стр. 31–33) Структура и функции органелл общего значения: Мембранные органеллы — это органеллы, имеющие в своем составе одну или несколько биологических мембран, которые образуют замкнутые отсеки (компартменты) в цитоплазме. Структура и функции органелл общего значения: ● Эндоплазматическая сеть (ЭПС): Система сообщающихся канальцев, цистерн и пузырьков. ○ Виды: Гранулярная (грЭПС) и агранулярная (аЭПС). ○ Строение: Мембранная органелла, состоящая из системы цистерн, трубочек и пузырьков. - Гранулярная ЭПС (грЭПС): На ее поверхности расположены рибосомы. Обеспечивает синтез и начальные этапы модификации белков (на экспорт или для мембран). - Агранулярная (гладкая) ЭПС (аЭПС): Не имеет рибосом. Участвует в синтезе липидов и стероидов, детоксикации вредных веществ и депонировании ионов кальция. ○ Функции: грЭПС — синтез белков на экспорт и мембранных белков; аЭПС — синтез липидов, стероидов, детоксикация, депо ионов Са2+. ● Комплекс Гольджи: Мембранная органелла, состоящая из стопки уплощенных цистерн (диктиосомы), пузырьков и вакуолей. ○ Строение: Имеет полярное строение (цис- и транс-поверхности). ○ Функции: Модификация, сортировка и упаковка продуктов синтеза, образование лизосом, секреторных везикул, формирование гликокаликса. ● Лизосомы: Мелкие мембранные пузырьки. ○ Строение: Окружены одной мембраной, содержат набор гидролитических ферментов, активных в кислой среде. ○ Функции: Являются аппаратом внутриклеточного переваривания, осуществляя расщепление захваченных клеткой веществ (гетерофагия) и собственных изношенных компонентов (аутофагия). ● Пероксисомы: Мелкие мембранные пузырьки. ○ Строение: Окружены одной мембраной, содержат окислительные ферменты (каталазу, пероксидазу). ○ Функции: Окисление жирных кислот, обезвреживание токсичных веществ, в частности перекиси водорода. ● Митохондрии: Двумембранные органеллы. ○ Строение: Это двумембранные органеллы. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует многочисленные складки — кристы, которые значительно увеличивают ее поверхность. На кристах расположены ферментные комплексы дыхательной цепи и АТФ-синтетаза (грибовидные частицы). Внутреннее пространство — матрикс — содержит ферменты цикла Кребса, собственную кольцевую ДНК и рибосомы. ○ Функция: Являются "энергетическими станциями" клетки. В них происходит процесс клеточного дыхания (окислительное фосфорилирование), в результате которого энергия, заключенная в органических веществах (глюкозе, жирных кислотах), преобразуется в энергию макроэргических связей АТФ. АТФ используется клеткой для всех энергозатратных процессов. (Источник: В. Л. Быков, "Цитология и общая гистология", стр. 44–52, 56, 59-64) Немембранные органеллы не имеют в своей структуре биологических мембран и, как правило, состоят из белков и/или нуклеиновых кислот. ● Рибосомы: Могут быть свободными в цитоплазме или прикрепленными к мембранам грЭПС. ○ Строение: Мелкие частицы, состоящие из двух субъединиц (большой и малой), построенных из рРНК и белков. ○ Функции: Биосинтез белка (трансляция). ● Клеточный центр (цитоцентр): Немембранная органелла. Состоит из двух взаимно перпендикулярных цилиндрических структур — центриолей, окруженных плотным веществом — центросферой. ○ Строение: Каждая центриоль построена из 9 триплетов микротрубочек. ○ Функции: Является центром организации микротрубочек, формирует веретено деления при митозе, участвует в образовании ресничек и жгутиков. ● Цитоскелет: Динамическая сеть белковых филаментов, пронизывающая цитоплазму эукариотических клеток. ○ Виды: Микротрубочки, микрофиламенты (актиновые), промежуточные филаменты (кератиновые, виментиновые, десминовые, нейрофиламенты). ○ Строение: Каждая центриоль построена из 9 триплетов микротрубочек. Компоненты: 1. Микротрубочки: Полые цилиндры диаметром ~25 нм, построенные из белка тубулина. Они нестабильны и постоянно полимеризуются и деполимеризуются. 2. Микрофиламенты (актиновые филаменты): Тонкие нити диаметром ~7 нм, состоящие из белка актина. Особенно много их под плазмолеммой, где они образуют кортикальную сеть. 3. Промежуточные филаменты: Прочные белковые филаменты диаметром ~10 нм. В отличие от микротрубочек и микрофиламентов, они более стабильны, а их белковый состав тканеспецифичен (например, кератины в эпителии, виментин в соединительной ткани, десмин в мышцах, нейрофиламенты в нейронах). ○ Функции: Каждая центриоль построена из 9 триплетов микротрубочек. - Опорная: Поддержание формы клетки и ее полярности, создание каркаса. - Двигательная: Обеспечение клеточных движений (амебоидное движение, циклоз), участие в мышечном сокращении, формирование сократительного кольца при цитотомии. - Транспортная: Участие во внутриклеточном перемещении органелл и пузырьков (микротрубочки служат "рельсами"). - Участие в межклеточных контактах: Промежуточные филаменты прикрепляются к десмосомам, обеспечивая механическую прочность тканей. (Источник: В. Л. Быков, "Цитология и общая гистология", стр. 42–44, 64-74)