Domov Hygiena Golgiho komplexní složení. Buněčná struktura

Hygiena

Golgiho komplexní složení. Buněčná struktura

Tato část živé buňky byla pojmenována po slavném vědci z Itálie, který se zabýval výzkumem a objevy. Komplex může mít různé formy a zahrnuje několik dutin umístěných v membránách. Jeho hlavním účelem je tvořit lysozomy a syntetizovat různé látky, nasměrujte je do endoplazmatického retikula.

Struktura zařízení

Tato část buňky se také nazývá Golgiho komplex, což je jednomembránová eukaryotická organela. Tento komplex je zodpovědný za fungování a tvorbu nových lysozomů v buňce a také za uchování mnoha životně důležitých látek, které vycházejí z lidských nebo zvířecích buněk.

Svou stavbou nebo provedením se Golgiho aparát podobá malým vakům, v lékařství se jim také říká cisterny, které se skládají z váčků různých tvarů a celý systém buňkové trubice. Vaky aparátu jsou považovány za polární, protože na jednom pólu jsou bubliny se speciální látkou, které se otevírají v zóně tvorby (EPS), a na druhé části pólu se tvoří bubliny, které se oddělují v zóně zrání. Komplex Golgiho buněk je lokalizován v blízkosti samotného jádra a je pak distribuován ve všech eukaryotech. Struktura a struktura aparátu je přitom různá, vše závisí na organismu, ve kterém se nachází.

Například, pokud mluvíme o rostlinných buňkách, pak vylučují diktyozomy - to jsou konstrukční jednotky. Plášť tohoto zařízení je tvořen zrnitým EPS, který k němu přiléhá. V období buněčného dělení se komplex rozpadá na jednotlivé struktury, ty se chaoticky šíří a přecházejí v dceřiné buňky.

Charakteristika

Hlavní vlastnosti zařízení jsou:

Přečtěte si také:

Pivo pro růst vlasů: nejúčinnější prostředky

Jaké funkce plní komplex?

Role tohoto komplexu jsou svým způsobem zajímavé a rozmanité. Biologové mezi tyto funkce zahrnují následující:

sekreční složky jsou roztříděny a nahromaděny na požadované množství, načež je zařízení odstraní
tvorba nových lysozomů
akumulace lipidových molekul a vývoj lipoproteinů
posttranslační modifikace různých proteinů nezbytných pro buněčnou funkci
syntéza polysacharidů pro vývoj gum, glykoproteinů, hlenu, vosků a matricových látek odpovědných za strukturu stěnových buněk rostlin, zvířat nebo lidí
se aktivně podílí na tvorbě akrozomů
zodpovědný za tvorbu nejjednodušších kontraktilních vakuol
po dělení jádra se vytvoří buněčná deska

Toto není popis všech funkcí, za které je Golgiho komplex zodpovědný. Doposud dlouhodobé studie odhalily nové výhody i méně významné funkce Golgiho komplexu, dnes se pečlivě studuje transportní funkce aparátu a syntéza proteinů.

Co jsou lysozomy a jejich funkce?

Protože Golgiho aparát je primárním zdrojem pro tvorbu lysozomů, měli byste věnovat pozornost tomu, co lysozomy jsou a jak fungují.

Lysozomy jsou velmi malé buněčné elementy, přibližně jeden mikrometr v průměru. Lysozom má na svém povrchu tři vrstvy membrány, uvnitř kterých je mnoho různých enzymů. Tyto enzymy v těle jsou zodpovědné za rozklad vitálních důležité prvky. Každá jednotlivá buňka obsahuje až deset lysozomů a nové se již tvoří díky Golgiho aparátu.

Abychom mohli studovat vývoj buněk, musíme nejprve identifikovat lysozomy a otestovat jejich odpověď na fosfatázu.

Funkce lysozomů:

Autofagie je proces, při kterém se pomalu rozkládají celé buňky, některé jejich složky a jejich podtypy. Patří mezi ně: slinivka břišní, zejména v době dospívání, rozpad jater při otravě.
Vylučovací soustava. Lysozomy jsou zodpovědné za odstranění nestrávené potravy z buňky.
Z venku gastrointestinální trakt. Lysozomy a endozomy se spojují s vezikuly fagocytárního typu a vytvářejí tak trávicí vakuolu, což vede k intracelulárnímu trávení.
Nelze nezmínit heterofázii. Je zodpovědná za viry a další organická hmota, které nezávisle spadají různé způsoby uvnitř buňky.

Struktura dnes známá jako komplex nebo Golgiho aparát (AG) poprvé objevil v roce 1898 italský vědec Camillo Golgi

Strukturu Golgiho komplexu bylo možné podrobně studovat mnohem později pomocí elektronového mikroskopu.

AG jsou stohy zploštělých „cisteren“ s rozšířenými okraji. S nimi je spojen systém malých jednomembránových váčků (Golgiho váčky). Každý stoh se obvykle skládá ze 4–6 „nádrží“, je strukturální a funkční jednotkou Golgiho aparátu a nazývá se diktyozom. Počet diktyozomů v buňce se pohybuje od jednoho do několika stovek.

Golgiho aparát se obvykle nachází v blízkosti buněčného jádra, v blízkosti ER (v živočišných buňkách často blízko buněčné centrum).

golgiho komplex

Vlevo - v cele, mezi jinými organelami.

Vpravo je Golgiho komplex s oddělujícími se membránovými vezikuly.

Všechny látky syntetizované v EPS membrány převeden k golgiho komplex PROTI membránové vezikuly, které pučí z ER a následně se spojují s Golgiho komplexem. Organické látky získané z EPS procházejí dalšími biochemickými přeměnami, hromadí se a jsou do nich baleny membránové vezikuly a jsou dodávány na ta místa v cele, kde jsou potřeba. Podílejí se na dokončení buněčná membrána nebo vyniknout ( sekretovaný) z buňky.

Funkce Golgiho aparátu:

1 Účast na akumulaci produktů syntetizovaných v endoplazmatickém retikulu, na jejich chemické restrukturalizaci a zrání. V nádržích Golgiho komplexu jsou syntetizovány polysacharidy a komplexovány s molekulami bílkovin.

2) Sekreční - tvorba hotových sekrečních produktů, které jsou odstraněny mimo buňku exocytózou.

3) Obnova buněčných membrán, včetně oblastí plazmalemy, stejně jako náhrada defektů plazmalemy v procesu sekreční činnost buňky.

4) Místo vzniku lysozomů.

5) Transport látek

Lysozomy

Lysozom objevil v roce 1949 C. de Duve ( Nobelova cena pro rok 1974).

Lysozomy- jednomembránové organely. Jsou to malé bublinky (průměr od 0,2 do 0,8 mikronu) obsahující soubor hydrolytických enzymů – hydroláz. Lysozom jich může obsahovat 20 až 60 různé typy hydrolytické enzymy (proteinázy, nukleázy, glukosidázy, fosfatázy, lipázy atd.), které rozkládají různé biopolymery. Rozklad látek pomocí enzymů je tzv lýza (lýza-rozpad).

Lysozomové enzymy se syntetizují na hrubém ER a přesouvají se do Golgiho aparátu, kde jsou modifikovány a baleny do membránových váčků, které se po oddělení od Golgiho aparátu stávají samy lysozomy. (Lysozomy se někdy nazývají „žaludky“ buňky)

Lysozom - membránový vezikula obsahující hydrolytické enzymy

Funkce lysozomů:

1. Rozklad látek absorbovaných v důsledku fagocytózy a pinocytózy. Biopolymery se rozkládají na monomery, které vstupují do buňky a jsou využívány pro její potřeby. Lze je například použít k syntéze nových organických látek nebo je lze dále rozkládat za účelem výroby energie.

2. Zničte staré, poškozené, nadbytečné organely. Zničení organel může nastat i při hladovění buněk.

3. Proveďte autolýzu (sebedestrukce) buněk (zkapalnění tkání v oblasti zánětu, destrukce buněk chrupavky v procesu tvorby kostní tkáně atd.).

Autolýza - Tento sebedestrukce buňky vzniklé uvolněním obsahu lysozomy uvnitř buňky. Díky tomu se lysozomy vtipně nazývají „sebevražedné nástroje“. Autolýza je normální jev ontogenezí, může se rozšířit jak na jednotlivé buňky, tak na celou tkáň nebo orgán, jak k tomu dochází při resorpci ocasu pulce během metamorfózy, tedy když se pulec přemění v žábu.

Endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát a lysozomyformulář jediný vakuolar buněčný systém, jejichž jednotlivé prvky se mohou při restrukturalizaci a změně funkce membrán vzájemně transformovat.

Mitochondrie

Struktura mitochondrií:
1 - vnější membrána;
2 - vnitřní membrána; 3 - matrice; 4 - crista; 5 - multienzymový systém; 6 - kruhová DNA.

Mitochondrie mohou být tyčovité, kulaté, spirálovité, miskovité nebo rozvětvené. Délka mitochondrií se pohybuje od 1,5 do 10 µm, průměr - od 0,25 do 1,00 µm. Počet mitochondrií v buňce může dosáhnout několika tisíc a závisí na metabolické aktivitě buňky.

Omezené mitochondrie dvě membrány . Vnější membrána mitochondrie jsou hladké, vnitřní tvoří četné záhyby - cristas. Cristae zvětšují povrch vnitřní membrány. Počet krist v mitochondriích se může lišit v závislosti na energetických potřebách buňky. Právě na vnitřní membráně jsou koncentrovány četné enzymové komplexy podílející se na syntéze adenosintrifosfátu (ATP). Zde se energie chemických vazeb přeměňuje na energeticky bohaté (makroergní) vazby ATP . Kromě, rozpad probíhá v mitochondriích mastné kyseliny a sacharidy s uvolňováním energie, která se akumuluje a využívá pro procesy růstu a syntézy.Vnitřní prostředí těchto organel se nazývá matice. Obsahuje kruhovou DNA a RNA, malé ribozomy. Je zajímavé, že mitochondrie jsou semiautonomní organely, protože jsou závislé na fungování buňky, ale zároveň si dokážou zachovat určitou nezávislost. Jsou tedy schopny syntetizovat vlastní proteiny a enzymy a také se samostatně rozmnožovat (mitochondrie obsahují vlastní řetězec DNA, který obsahuje až 2 % DNA samotné buňky).

Funkce mitochondrií:

1. Přeměna energie chemických vazeb na makroergické vazby ATP (mitochondrie jsou „energetické stanice“ buňky).

2. Podílet se na procesech buněčného dýchání - kyslíkový rozklad organických látek.

Ribozomy

Struktura ribozomu:
1 - velká podjednotka; 2 - malá podjednotka.

ribozomy - nemembránové organely o průměru přibližně 20 nm. Ribozomy se skládají ze dvou fragmentů – velké a malé podjednotky. Chemické složení ribozomy – proteiny a rRNA. Molekuly rRNA tvoří 50–63 % hmotnosti ribozomu a tvoří jeho strukturní strukturu.

Během biosyntézy proteinů mohou ribozomy „pracovat“ jednotlivě nebo se spojovat do komplexů - polyribozomy (polysomy). V takových komplexech jsou navzájem spojeny jednou molekulou mRNA.

V jadérku se tvoří ribozomální podjednotky. Poté, co ribozomy prošly póry v jaderném obalu, vstupují do membrán endoplazmatického retikula (ER).

Funkce ribozomů: sestavení polypeptidového řetězce (syntéza molekul bílkovin z aminokyselin).

Cytoskelet

Vzniká buněčný cytoskelet mikrotubuly A mikrovlákna .

Mikrotubuly jsou válcovité útvary o průměru 24 nm. Jejich délka je 100 µm-1 mm. Hlavní složkou je protein zvaný tubulin. Není schopen kontrakce a může být zničen kolchicinem.

Mikrotubuly jsou umístěny v hyaloplazmě a provádějí následující funkcí:

· vytvořit elastický, ale zároveň odolný rám buňky, který jí umožňuje zachovat tvar;

· účastnit se procesu distribuce buněčných chromozomů (tvořit vřeténka);

· zajistit pohyb organel;

Mikrovlákna- závity, které jsou umístěny pod plazmatická membrána a skládají se z proteinu aktinu nebo myosinu. Mohou se stahovat, což má za následek pohyb cytoplazmy nebo protruzi buněčné membrány. Kromě toho se tyto složky podílejí na tvorbě konstrikce během buněčného dělení.

Buněčné centrum

Buněčné centrum je organela skládající se ze 2 malých granulí - centrioly a zářivé koule kolem nich - centrosféry. Centriol je válcové těleso dlouhé 0,3-0,5 um a o průměru asi 0,15 um. Stěny válce se skládají z 9 rovnoběžných trubek. Centrioly jsou uspořádány ve dvojicích v pravém úhlu k sobě. Aktivní role buněčného centra je odhalena během buněčného dělení. Před buněčným dělením se centrioly rozcházejí k opačným pólům a poblíž každého z nich se objeví dceřiná centriola. Tvoří štěpné vřeteno, které přispívá k rovnoměrné rozložení genetický materiál mezi dceřinými buňkami.

Centrioly jsou samoreplikující se organely cytoplazmy, vznikají jako výsledek duplikace existujících centriol.

Funkce:

1. Zajištění jednotné divergence chromozomů k pólům buňky během mitózy nebo meiózy.

2. Centrum pro organizaci cytoskeletu.

Organoidy pohybu

Není přítomen ve všech buňkách

Organely pohybu zahrnují řasinky a bičíky. Jedná se o miniaturní výrůstky v podobě chloupků. Bičík obsahuje 20 mikrotubulů. Jeho základna se nachází v cytoplazmě a nazývá se bazální tělísko. Délka bičíku je 100 µm nebo více. Nazývají se bičíky, které mají pouze 10-20 mikronů řasy . Když mikrotubuly sklouznou, řasinky a bičíky jsou schopny vibrovat, což způsobí pohyb samotné buňky. Cytoplazma může obsahovat kontraktilní fibrily zvané myofibrily. Myofibrily se obvykle nacházejí v myocytech – buňkách svalová tkáň, stejně jako v srdečních buňkách. Skládají se z menších vláken (protofibril).

U zvířat i lidí řasy pokrývají dýchací cesty Dýchací cesty a pomáhají zbavit se malých pevných částic, jako je prach. Kromě toho existují také pseudopods, které zajišťují améboidní pohyb a jsou prvky mnoha jednobuněčných a živočišných buněk (například leukocytů).

Funkce:

Charakteristický

Jádro. Chromozomy

Struktura a funkce jádra

Typicky ho má eukaryotická buňka jádro, ale existují dvoujaderné (nálevníky) a vícejaderné buňky (opalin). Některé vysoce specializované buňky ztrácejí jádro podruhé (erytrocyty savců, sítové rourky krytosemenných).

Tvar jádra je kulovitý, elipsoidní, méně často laločnatý, fazolovitý apod. Průměr jádra bývá od 3 do 10 mikronů.

Struktura jádra:
1 - vnější membrána; 2 - vnitřní membrána; 3 - póry; 4 - jadérko; 5 - heterochromatin; 6 - euchromatin.

Jádro oddělené od cytoplazmy dvěma membránami (každá z nich má typická struktura). Mezi membránami je úzká mezera vyplněná polotekutou látkou. V některých místech membrány vzájemně splývají a vytvářejí póry, kterými dochází k výměně látek mezi jádrem a cytoplazmou. Vnější jaderná membrána na straně obrácené k cytoplazmě je pokryta ribozomy, což jí dodává drsnost, vnitřní membrána je hladká. Jaderné membrány jsou součástí systému buněčné membrány: výrůstky vnější jaderné membrány se připojují ke kanálkům endoplazmatického retikula a tvoří se jednotný systém komunikační kanály.

karyoplazma (jaderná šťáva, nukleoplazma)- vnitřní obsah jádra, ve kterém jsou umístěny chromatin a jedno nebo více jadérek. Jaderná šťáva obsahuje různé proteiny (včetně jaderných enzymů).), volné nukleotidy.

Nucleolus Je to kulaté, husté tělo ponořené do jaderné šťávy. Počet jadérek závisí na funkční stav jádra a pohybuje se od 1 do 7 nebo více. Nukleoly se nacházejí pouze v nedělících se jádrech, během mitózy mizí. Jadérko se tvoří na určitých úsecích chromozomů, které nesou informace o struktuře rRNA. Takové oblasti se nazývají nukleolární organizátor a obsahují četné kopie genů kódujících rRNA. Ribozomální podjednotky se tvoří z rRNA a proteinů pocházejících z cytoplazmy. Nukleolus je tedy souborem rRNA a ribozomálních podjednotek v různých fázích jejich tvorby.

Chromatin- vnitřní nukleoproteinové struktury jádra, obarvené určitými barvivy a lišící se tvarem od jadérka. Chromatin má formu shluků, granulí a vláken. Chemické složení chromatinu: 1) DNA (30–45 %), 2) histonové proteiny (30–50 %), 3) nehistonové proteiny (4–33 %), proto, chromatin je deoxyribonukleoproteinový komplex (DNP). V závislosti na funkčním stavu chromatinu existují: heterochromatin A euchromatin .

Euchromatin- geneticky aktivní, heterochromatin - geneticky neaktivní oblasti chromatinu. Euchromatin není rozlišitelný pod světelným mikroskopem, je slabě zbarvený a představuje dekondenzované (despiralizované, nezkroucené) úseky chromatinu. Heterochromatin pod světelným mikroskopem vypadá jako shluky nebo granule, je intenzivně zbarvený a představuje kondenzované (spiralizované, zhutněné) oblasti chromatinu. Chromatin je forma existence genetického materiálu v interfázových buňkách. Při buněčném dělení (mitóza, meióza) se chromatin přeměňuje na chromozomy.

Funkce jádra:

1. Uchovávání dědičné informace a její přenos do dceřiných buněk při dělení.

2. Řízení procesu biosyntézy proteinů.

3. Regulace procesů buněčného dělení a vývoje těla.

4. Místo vzniku ribozomálních podjednotek.

Chromozomy

Chromozomy- jedná se o cytologické tyčinkovité struktury, které představují kondenzovaný chromatin a objevují se v buňce během mitózy nebo meiózy. Chromozomy a chromatin - různé tvary prostorová organizace deoxyribonukleoproteinového komplexu, odpovídající různé fáze životní cyklus buňky. Chemické složení chromozomů je stejné jako u chromatinu: 1) DNA (30–45 %), 2) histonové proteiny (30–50 %), 3) nehistonové proteiny (4–33 %).

Základem chromozomu je jedna souvislá dvouvláknová molekula DNA; Délka DNA jednoho chromozomu může dosáhnout několika centimetrů. Je jasné, že molekula takové délky nemůže být v buňce umístěna v podlouhlé formě, ale prochází skládáním, získáváním určité trojrozměrné struktury nebo konformací.

Aktuálně přijato nukleozomový model organizace eukaryotického chromatinu.

Během procesu přeměny chromatinu na chromozomy se tvoří šroubovice, supercoils, smyčky a superloops. Proces tvorby chromozomů, ke kterému dochází v profázi mitózy nebo profázi 1 meiózy, se proto lépe nazývá nikoli spiralizací, ale kondenzací chromozomů.

Chromozomy: 1 - metacentrické; 2 - submetacentrický; 3, 4 - akrocentrický.

Struktura chromozomu: 5 - centromera; 6 - sekundární zúžení; 7 - satelit; 8 - chromatidy; 9 - telomery.

Metafázový chromozom(chromozomy jsou studovány v metafázi mitózy) se skládá ze dvou chromatid. Každý chromozom má primární zúžení (centromera)(5), která rozděluje chromozom na ramena. Některé chromozomy mají sekundární zúžení(6) a družice(7). Satelit - úsek krátkého ramene oddělený sekundárním zúžením. Chromozomy, které mají satelit, se nazývají družice(3). Konce chromozomů se nazývají telomery(9). V závislosti na poloze centromery existují: a) metacentrický(stejná ramena) (1), b) submetacentrické(středně nerovná ramena) (2), c) akrocentrický(ostře nestejné) chromozomy (3, 4).

Somatické buňky obsahovat diploidní(double - 2n) sada chromozomů, pohlavní buňky - haploidní(single - n). Diploidní sada škrkavek je 2, drosophila - 8, šimpanz - 48, rak- 196. Chromozomy diploidní sady jsou rozděleny do párů; chromozomy jednoho páru mají stejnou strukturu, velikost, sadu genů a jsou tzv homologní.

Funkce chromozomů: 1) ukládání dědičných informací,

2) přenos genetického materiálu z mateřské buňky do dceřiných buněk.

1. Do které skupiny organel patří lysozomy, endoplazmatické retikulum a Golgiho aparát?

Jednomembránové, dvoumembránové, bezmembránové.

Lysozomy, endoplazmatické retikulum a Golgiho aparát jsou jednomembránové organely.

2. Jaká je stavba a funkce endoplazmatického retikula? Jak se liší hrubé XPS od hladkého XPS?

Endoplazmatické retikulum (ER) je systém kanálků a dutin obklopených membránou a pronikající do hyaloplazmy buňky. Membrána endoplazmatického retikula má podobnou strukturu jako plazmalema. ER může zabírat až 50 % objemu buňky, její kanály a dutiny se nikde neodlamují a neotevírají do hyaloplazmy.

Existují hrubé a hladké EPS. Hrubá ER membrána obsahuje mnoho ribozomů, hladká ER membrána ribozomy neobsahuje. Na ribozomech drsného ER se syntetizují proteiny, které jsou transportovány mimo buňku, stejně jako membránové proteiny. Na povrchu hladkého ER dochází k syntéze lipidů, oligo- a polysacharidů. V hladkém ER se navíc hromadí ionty Ca 2+ – důležité regulátory funkcí buněk i organismu jako celku. Hladký ER jaterních buněk provádí procesy rozkladu a neutralizace toxických látek.

Rough ER je lépe vyvinut v buňkách, které syntetizují velké množství proteinů (například v buňkách slinné žlázy a pankreas, který syntetizuje trávicí enzymy; v buňkách slinivky břišní a hypofýzy, které produkují bílkovinné hormony). Smooth ER je dobře vyvinut v buňkách, které syntetizují například polysacharidy a lipidy (buňky nadledvin a gonád, které produkují steroidní hormony; jaterní buňky, které syntetizují glykogen atd.).

Látky, které se tvoří na membránách EPS, se hromadí uvnitř dutin sítě a jsou transformovány. Například proteiny získávají svou charakteristickou sekundární, terciární nebo kvartérní strukturu. Látky jsou pak uzavřeny v membránových vezikulách a transportovány do Golgiho komplexu.

3. Jak funguje Golgiho komplex? Jaké funkce plní?

Golgiho komplex je systém intracelulárních membránových struktur: cisterny a vezikuly, ve kterých se akumulují a modifikují látky syntetizované na membránách ER.

Látky jsou dodávány do Golgiho komplexu v membránových vezikulách, které jsou odděleny od ER a připojeny k cisternám Golgiho komplexu. Zde tyto látky procházejí různými biochemickými přeměnami a poté jsou opět zabaleny do membránových váčků a většina z nich je transportována do plazmalemy. Membrána váčků splyne s cytoplazmatickou membránou a obsah je odstraněn mimo buňku. V Golgiho komplexu rostlinné buňky jsou syntetizovány polysacharidy buněčné stěny. Další důležitou funkci Golgiho komplex – tvorba lysozomů.

4. Největší Golgiho komplexy (až 10 µm) se nacházejí v buňkách endokrinních žláz. Jaký je podle vás důvod?

Hlavní funkcí buněk endokrinních žláz je vylučování hormonů. K syntéze hormonů dochází na membránách ER a akumulace, transformace a vylučování těchto látek se provádí Golgiho komplexem. Proto je Golgiho komplex vysoce vyvinutý v buňkách endokrinních žláz.

5. Co má společného struktura a funkce endoplazmatického retikula a Golgiho komplexu? Jaký je rozdíl?

podobnosti:

● Jsou to komplexy intracelulárních membránových struktur ohraničených jednou membránou z hyaloplazmy (tj. jsou to jednomembránové organely).

● Schopný oddělit membránové vezikuly obsahující různé organické látky. Společně tvoří jeden systém, který zajišťuje syntézu látek, jejich modifikaci a odstranění z buňky (poskytuje „export“).

● Nejlépe se vyvíjejí v těch buňkách, které se specializují na sekreci biologicky aktivních látek.

Rozdíly:

● Hlavními membránovými složkami endoplazmatického retikula jsou kanály a dutiny a Golgiho komplex jsou zploštělé cisterny a malé vezikuly.

● ER se specializuje na syntézu látek a Golgiho komplex na akumulaci, modifikaci a odstranění z buňky.

A (nebo) další významné vlastnosti.

6. Co jsou lysozomy? Jak se tvoří? Jaké funkce plní?

Lysozomy jsou malé membránové váčky, které se oddělují od nádrží Golgiho aparátu a obsahují soubor trávicích enzymů, které mohou rozkládat různé látky (bílkoviny, sacharidy, lipidy, nukleové kyseliny atd.) na jednodušší sloučeniny.

Částice potravy vstupující do buňky zvenčí jsou zabaleny do fagocytárních váčků. Lysozomy s těmito vezikuly splývají – tak vznikají sekundární lysozomy, ve kterých se působením enzymů živin se rozkládají na monomery. Ty se dostávají do hyaloplazmy difúzí a nestrávené zbytky jsou odstraněny mimo buňku exocytózou.

Kromě trávení látek, které se do buňky dostávají zvenčí, se na rozkladu podílejí lysozomy vnitřní komponenty buňky (molekuly a celé organely), které jsou poškozené nebo prošlé. Tento proces se nazývá autofagie. Navíc vlivem lysozomových enzymů může dojít k samotrávení starých buněk a tkání, které ztratily svou funkční aktivitu nebo byly poškozené.

7*. Navrhněte, proč enzymy umístěné v lysozomu nerozkládají jeho vlastní membránu. Jaké důsledky může mít pro buňku prasknutí membrán lysozomů?

Strukturní složky lysozomových membrán jsou kovalentně spojeny s velkým množstvím oligosacharidů (neobvykle vysoce glykosylovaných). To brání lysozomovým enzymům v interakci s membránovými proteiny a lipidy, tzn. „strávit“ membránu.

Kvůli prasknutí membrán lysozomů Trávicí enzymy vstoupit do hyaloplazmy, což může vést k štěpení konstrukční prvky buňky a dokonce k autolýze – samotrávení buňky. Lysozomové enzymy však pracují v kyselém prostředí (pH uvnitř lysozomů je 4,5 - 5,0), ale pokud je prostředí blízké neutrálnímu, což je typické pro hyaloplazmu (pH = 7,0 - 7,3), jejich aktivita prudce klesá. Jedná se o jeden z mechanismů ochrany buněk před vlastním trávením v případě spontánního prasknutí membrán lysozomů.

8*. Bylo zjištěno, že určité oligo- nebo polysacharidy jsou „připojeny“ k molekulám mnoha látek, které mají být z buňky odstraněny v Golgiho komplexu, a různé sacharidové složky jsou připojeny k různým látkám. V této modifikované formě se látky uvolňují do extracelulárního prostředí. K čemu to podle vás je?

Sacharidové složky jsou jakési značky či „certifikáty“, podle kterých se látky dostávají na místa svého působení, aniž by se cestou působením enzymů rozkládaly. Tělo tedy pomocí sacharidových značek rozlišuje užitečné látky od cizích látek, které je třeba zpracovat.

*Úkoly označené hvězdičkou vyžadují, aby studenti předložili různé hypotézy. Učitel by se proto měl při známkování zaměřit nejen na zde uvedenou odpověď, ale vzít v úvahu každou hypotézu, posuzovat biologické myšlení žáků, logiku jejich uvažování, originalitu nápadů atd. Po tomto je vhodné seznámit studenty s uvedenou odpovědí.

Golgiho aparát

Endoplazmatické retikulum, plazmatická membrána a Golgiho aparát tvoří jediný membránový systém buňky, ve kterém probíhají procesy výměny proteinů a lipidů pomocí řízeného a regulovaného intracelulárního membránového transportu.
Každý z membránové organely vyznačující se jedinečným složením proteinů a lipidů.

AG struktura

AG se skládá ze skupiny plochých membránových vaků - tanky, shromážděné v hromadách - diktyosomy(~5-10 cisteren, u nižších eukaryot >30). Počet diktyosomů v různé buňky od 1 do ~500.
Jednotlivé cisterny diktyozomu mají proměnlivou tloušťku - ve středu jeho membrány jsou blízko u sebe - lumen je 25 nm, na periferii se tvoří expanze - ampule jehož šířka není konstantní. Z ampulí vycházejí bublinky ~50 nm-1 µm, spojené s cisternami sítí trubic.

U mnohobuněčné organismy AG se skládá ze stohů nádrží propojených do jednoho membránového systému. AG je polokoule, jejíž základna směřuje k jádru. Kvasinky AG představují izolované jednotlivé nádrže obklopené malými vezikuly, tubulární sítí, sekrečními vezikuly a granulemi. Kvasinkové mutanty Sec7 a Sec14 vykazují strukturu připomínající shluk cisteren savčích buněk.
AG se vyznačuje polaritou svých struktur. Každý zásobník má dva póly: proximální pól(tvarování, cis-povrch) a distální(zralý,
přes povrch). Cis pól– strana membrány, se kterou se spojují bublinky. Trans-pól– strana membrány, ze které pučí váčky.

Pět funkčních oddílů AG:
1. Intermediální vezikulárně-tubulární struktury (VTC nebo ERGIC - ER-Golgiho intermediární kompartment)
2. Cis-tank (cis) - nádrže umístěné blíže k ER:
3. Střední nádrže - centrální nádrže
4. Trans tank (trans) - tanky nejvzdálenější od ER.
5. Trubková síť sousedící s transcisternou - trans-Golgiho síť (TGN)
Hromady cisteren jsou zakřivené tak, že konkávní příčná plocha směřuje k jádru.
Průměrně je v AG 3-8 cisteren, v aktivně sekrečních buňkách jich může být více (v exokrinních buňkách pankreatu až 13).
Každá nádrž má cis a trans povrchy. Syntetizované proteiny, membránové lipidy, glykosylované v ER, vstupují do AG přes cis pól. Látky jsou přepravovány přes komíny
bubliny oddělující se od ampulí. Když proteiny nebo lipidy procházejí Golgiho sloupci, procházejí řadou posttranslačních modifikací, včetně změn na N-vázané oligosacharidy:
cís: Manosidáza I ořezává dlouhé mannosové řetězce na M-5
středně pokročilí: N-acetylglukoamin transferáza I přenáší N-acetylglukosamin
trans: přidávají se koncové cukry - zbytky galaktózy a kyselina sialová.

Struktura Golgiho aparátu a dopravní schéma.

Pět složek AG a dopravního schématu: střední (ERGIC), cis, střední, trans a trans Golgiho síť (TGN). 1. Vstup syntetizovaných proteinů, membránových glykoproteinů a lysozomálních enzymů do přechodné nádrže ER sousedící s AG a 2 - jejich výstup z ER ve váčcích ohraničených COPI (anterográdní transport). 3 - možná přeprava nákladu z tubulo-vesikulární
shluky do cis-cisterny AG ve vezikulách COPI; 3* - přeprava nákladu z dřívějších do pozdějších tanků; 4 - možná retrográdní vezikulární přeprava nákladu mezi AG tanky; 5 - návrat rezidentních proteinů z AG do tER pomocí vezikul ohraničených COPI (retrográdní transport); 6 a 6* - přenos lysozomálních enzymů pomocí klatrinem lemovaných váčků, v tomto pořadí, do časných endozomů EE a pozdních LE; 7 - regulovaná sekrece sekreční granule; 8 - konstitutivní integrace membránových proteinů do apikální plazmatické membrány PM; 9 - receptorem zprostředkovaná endocytóza za použití vezikul vyložených klatrinem; 10 návrat řady receptorů z časných endozomů do plazmatické membrány; 11 - transport ligandů z EE do LE a lysozomů; 12 - transport ligandů v neklathrinových vezikulách.

AG funkce

1. Doprava- AG procházejí tři skupiny proteinů: proteiny periplazmatické membrány, proteiny určené
pro export z buňky a lysozomální enzymy.
2. Řazení pro transport: třídění pro další transport do organel, PM, endozomů, sekrečních váčků se vyskytuje v trans-Golgiho komplexu.
3. Vylučování- sekrece produktů syntetizovaných v buňce.
3. Glykosylace proteiny a lipidy: glykosidázy odstranění zbytků cukru - deglykosylace, glykosyltransferázy připojuje cukry zpět k hlavnímu sacharidovému řetězci - glykosylaci.Jde o glykosylaci oligosacharidových řetězců proteinů a lipidů, sulfataci řady cukrů a tyrosinových zbytků proteinů a také aktivaci prekurzorů polypeptidových hormonů a neuropeptidů.
4. Syntéza polysacharidů- v AG se tvoří mnoho polysacharidů, včetně pektinu a hemicelulózy, které tvoří buněčné stěny rostlin a většina glykosaminoglykanů tvořících mezibuněčnou matrici u zvířat

5. Sulfatace- většina cukrů přidaných do proteinového jádra proteoglykanu je sulfatována
6. Přidání 6-fosfátu manózy: M-6-P se přidává jako signál k enzymům určeným pro lysozomy.

GLYKOSYLACE
Většina proteinů začíná být glykosylována v hrubém ER přidáním N-vázaných oligosacharidů do rostoucího polypeptidového řetězce. Pokud je glykoprotein složen v požadované konformaci, opouští ER a jde do AG, kde dochází k jeho posttranslační modifikaci.
Na glykosylaci vylučovaných produktů se podílejí enzymy - glykosyltransferázy. Podílejí se na remodelaci postranních řetězců oligosacharidů vázaných přes T a adici glykanů vázaných na O a oligosacharidové části glykolipidových proteoglykanů.Na modifikaci oligosacharidů se podílejí enzymy α-manosidázy I a II, které jsou také rezidentními AG proteiny. .

Navíc u AG dochází ke glykosylaci lipid-proteinových membránových domén nazývaných rafty.
Dolichol fosfát přidává do asparaginu rostoucího polypeptidu sacharidový komplex - 2GlcNAc-9-manóza-3-glukózu. Koncová glukóza se štěpí ve dvou fázích: glukosidáza Ištěpí terminální zbytky glukózy, glukosidáza II odstraňuje další dva zbytky glukózy. Poté se manóza odštěpí. V tomto okamžiku je dokončena počáteční fáze zpracování sacharidů v ER a proteiny nesoucí oligosacharidový komplex vstupují do AG.
V prvních AG nádržích se odstraní další tři zbytky manózy. V této fázi má jádrový komplex 5 dalších manosových zbytků. N-acetylglukosamin transferáza I přidá jeden N-acetylglukosaminový zbytek GlcNAc. Z výsledného komplexu se odštěpí další tři zbytky manosy. Nyní se skládá ze dvou molekul GlcNAc-3-manóza-1-GlcNAc je základní strukturou, ke které se přidávají další glykosyltransferázy
sacharidy. Každá glykosyltransferáza rozpozná vyvíjející se sacharidovou strukturu a přidá do řetězce svůj vlastní sacharid.

VYLUČOVÁNÍ
Vzor sekrece:
Proteiny syntetizované v ER se koncentrují na výstupních místech přechodného ER díky aktivitě coatomerického komplexu COPII a doprovodných složek a jsou transportovány do ERGIC kompartmentu mezi ER a AG, ze kterého přecházejí do AG pučením. vezikuly nebo podél tubulárních struktur. Proteiny jsou kovalentně modifikovány, když procházejí cisternami AG a jsou tříděny na trans povrchu AG a posílány na místa určení. Sekrece proteinů vyžaduje pasivní začlenění nových membránových složek do plazmatické membrány. K obnovení membránové rovnováhy se používá konstitutivní receptorem zprostředkovaná endocytóza.
Endo a exocytotické membránové transportní cesty mají obecné vzory ve směru pohybu membránových nosičů na odpovídající
cíle a ve specifičnosti fúze a pučení. Hlavním místem setkání těchto cest je AG.

Golgiho aparát (Golgiho komplex) - AG

Struktura dnes známá jako komplex nebo Golgiho aparát (AG) poprvé objevil v roce 1898 italský vědec Camillo Golgi

Strukturu Golgiho komplexu bylo možné podrobně studovat mnohem později pomocí elektronového mikroskopu.

Golgiho aparát se obvykle nachází v blízkosti buněčného jádra, v blízkosti ER (v živočišných buňkách často v blízkosti buněčného centra).

golgiho komplex

Vlevo - v cele, mezi jinými organelami.

Vpravo je Golgiho komplex s oddělujícími se membránovými vezikuly.

Funkce Golgiho aparátu:

2) Sekreční - tvorba hotových sekrečních produktů, které jsou odstraněny mimo buňku exocytózou.

3) Obnova buněčných membrán včetně oblastí plazmalemy a také náhrada defektů plazmalemy při sekreční aktivitě buňky.

4) Místo vzniku lysozomů.

5) Transport látek

Lysozomy

Lysozom objevil v roce 1949 C. de Duve (Nobelova cena za rok 1974).

Lysozomy- jednomembránové organely. Jsou to malé bublinky (průměr od 0,2 do 0,8 mikronu) obsahující soubor hydrolytických enzymů – hydroláz. Lysozom může obsahovat 20 až 60 různých typů hydrolytických enzymů (proteinázy, nukleázy, glukosidázy, fosfatázy, lipázy atd.), které rozkládají různé biopolymery. Rozklad látek pomocí enzymů je tzv lýza (lýza-rozpad).

Lysozom - membránový vezikula obsahující hydrolytické enzymy

Funkce lysozomů:

2. Zničte staré, poškozené, nadbytečné organely. Zničení organel může nastat i při hladovění buněk.

3. Proveďte autolýzu (samodestrukci) buněk (zkapalnění tkání v oblasti zánětu, destrukce buněk chrupavky při tvorbě kostní tkáně atd.).

Autolýza - Tento sebedestrukce buňky vzniklé uvolněním obsahu lysozomy uvnitř buňky. Díky tomu se lysozomy vtipně nazývají „sebevražedné nástroje“. Autolýza je normální jev ontogeneze, může se rozšířit jak na jednotlivé buňky, tak na celou tkáň či orgán, jak k tomu dochází při resorpci ocasu pulce při metamorfóze, tedy když se pulec promění v žábu.

Endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát a lysozomyformulář jediný vakuolární systém buňky, jejichž jednotlivé prvky se mohou při restrukturalizaci a změně funkce membrán vzájemně transformovat.

Mitochondrie

Struktura mitochondrií:
1 - vnější membrána;
2 - vnitřní membrána; 3 - matrice; 4 - crista; 5 - multienzymový systém; 6 - kruhová DNA.

Omezené mitochondrie dvě membrány . Vnější membrána mitochondrií je hladká, vnitřní tvoří četné záhyby - cristas. Cristae zvětšují povrch vnitřní membrány. Počet krist v mitochondriích se může lišit v závislosti na energetických potřebách buňky. Právě na vnitřní membráně jsou koncentrovány četné enzymové komplexy podílející se na syntéze adenosintrifosfátu (ATP). Zde se energie chemických vazeb přeměňuje na energeticky bohaté (makroergní) vazby ATP . Kromě, v mitochondriích dochází k odbourávání mastných kyselin a sacharidů, čímž se uvolňuje energie, která se hromadí a využívá pro procesy růstu a syntézy.Vnitřní prostředí těchto organel se nazývá matice. Obsahuje kruhovou DNA a RNA, malé ribozomy. Je zajímavé, že mitochondrie jsou semiautonomní organely, protože jsou závislé na fungování buňky, ale zároveň si dokážou zachovat určitou nezávislost. Jsou tedy schopny syntetizovat vlastní proteiny a enzymy a také se samostatně rozmnožovat (mitochondrie obsahují vlastní řetězec DNA, který obsahuje až 2 % DNA samotné buňky).

Funkce mitochondrií:

1. Přeměna energie chemických vazeb na makroergické vazby ATP (mitochondrie jsou „energetické stanice“ buňky).

2. Podílet se na procesech buněčného dýchání - kyslíkový rozklad organických látek.

Ribozomy

Struktura ribozomu:
1 - velká podjednotka; 2 - malá podjednotka.

ribozomy - nemembránové organely o průměru přibližně 20 nm. Ribozomy se skládají ze dvou fragmentů – velké a malé podjednotky. Chemické složení ribozomů tvoří proteiny a rRNA. Molekuly rRNA tvoří 50–63 % hmotnosti ribozomu a tvoří jeho strukturní strukturu.

V jadérku se tvoří ribozomální podjednotky. Poté, co ribozomy prošly póry v jaderném obalu, vstupují do membrán endoplazmatického retikula (ER).

Funkce ribozomů: sestavení polypeptidového řetězce (syntéza molekul bílkovin z aminokyselin).

Cytoskelet

Vzniká buněčný cytoskelet mikrotubuly A mikrovlákna .

Mikrotubuly jsou válcovité útvary o průměru 24 nm. Jejich délka je 100 µm-1 mm. Hlavní složkou je protein zvaný tubulin. Není schopen kontrakce a může být zničen kolchicinem.

Mikrotubuly jsou umístěny v hyaloplazmě a provádějí následující funkcí:

· vytvořit elastický, ale zároveň odolný rám buňky, který jí umožňuje zachovat tvar;

· účastnit se procesu distribuce buněčných chromozomů (tvořit vřeténka);

· zajistit pohyb organel;

Mikrovlákna- vlákna, která se nacházejí pod plazmatickou membránou a sestávají z proteinu aktinu nebo myosinu. Mohou se stahovat, což má za následek pohyb cytoplazmy nebo protruzi buněčné membrány. Kromě toho se tyto složky podílejí na tvorbě konstrikce během buněčného dělení.

Buněčné centrum

Buněčné centrum je organela skládající se ze 2 malých granulí - centrioly a zářivé koule kolem nich - centrosféry. Centriol je válcové těleso dlouhé 0,3-0,5 um a o průměru asi 0,15 um. Stěny válce se skládají z 9 rovnoběžných trubek. Centrioly jsou uspořádány ve dvojicích v pravém úhlu k sobě. Aktivní role buněčného centra je odhalena během buněčného dělení. Před buněčným dělením se centrioly rozcházejí k opačným pólům a poblíž každého z nich se objeví dceřiná centriola. Tvoří dělicí vřeteno, které přispívá k rovnoměrnému rozložení genetického materiálu mezi dceřinými buňkami.

Centrioly jsou samoreplikující se organely cytoplazmy, vznikají jako výsledek duplikace existujících centriol.

Funkce:

1. Zajištění jednotné divergence chromozomů k pólům buňky během mitózy nebo meiózy.

2. Centrum pro organizaci cytoskeletu.

Organoidy pohybu

Není přítomen ve všech buňkách

Organely pohybu zahrnují řasinky a bičíky. Jedná se o miniaturní výrůstky v podobě chloupků. Bičík obsahuje 20 mikrotubulů. Jeho základna se nachází v cytoplazmě a nazývá se bazální tělísko. Délka bičíku je 100 µm nebo více. Nazývají se bičíky, které mají pouze 10-20 mikronů řasy . Když mikrotubuly sklouznou, řasinky a bičíky jsou schopny vibrovat, což způsobí pohyb samotné buňky. Cytoplazma může obsahovat kontraktilní fibrily zvané myofibrily. Myofibrily se zpravidla nacházejí v myocytech - buňkách svalové tkáně, stejně jako v buňkách srdce. Skládají se z menších vláken (protofibril).

U zvířat i lidí řasy vystýlají dýchací cesty a pomáhají zbavit se malých částic, jako je prach. Kromě toho existují také pseudopods, které zajišťují améboidní pohyb a jsou prvky mnoha jednobuněčných a živočišných buněk (například leukocytů).

Funkce:

Charakteristický

Jádro. Chromozomy