Siateczka endoplazmatyczna (siateczka śródplazmatyczna) została odkryta przez C. R. Portera w 1945 roku.
Struktura ta to układ połączonych ze sobą wakuoli, płaskich worków błonowych lub struktur rurowych, które tworzą trójwymiarową sieć błoniastą w cytoplazmie. Retikulum endoplazmatyczne (ER) występuje u prawie wszystkich eukariontów. Łączy ze sobą organelle i transportuje składniki odżywcze. Istnieją dwie niezależne organelle: ziarnista (ziarnista) i gładka, nieziarnista (agranularna) retikulum endoplazmatyczne.
Siateczka śródplazmatyczna ziarnista (szorstka lub ziarnista).. Jest to system płaskich, czasami rozszerzonych cystern, kanalików i pęcherzyków transportowych. Wielkość cystern zależy od aktywności funkcjonalnej komórek, a szerokość światła może wynosić od 20 nm do kilku mikronów. Jeśli cysterna gwałtownie się rozszerzy, stanie się widoczna pod mikroskopem świetlnym i zostanie zidentyfikowana jako wakuola.
Cysterny utworzone są przez dwuwarstwową membranę, na powierzchni której znajdują się specyficzne kompleksy receptorowe zapewniające przyłączenie rybosomów do błony, translujące łańcuchy polipeptydowe białek wydzielniczych i lizosomalnych, białek cytolemmy itp., czyli białek, które nie łączą się z zawartością karioplazmy i hialoplazmy.
Przestrzeń pomiędzy membranami wypełniona jest jednorodną matrycą o niskiej gęstości elektronowej. Zewnętrzna strona błony pokryta jest rybosomami. Rybosomy w mikroskopia elektronowa widoczne jako małe (około 20 nm średnicy), ciemne, prawie okrągłe cząsteczki. Jeśli jest ich dużo, daje to ziarnisty wygląd. powierzchnia zewnętrzna membrany, które posłużyły za podstawę nazwy organelli.
Na błonach rybosomy znajdują się w postaci skupisk - polisomów, które tworzą rozety, skupiska lub spirale o różnych kształtach. Tę cechę rozmieszczenia rybosomów tłumaczy się faktem, że są one powiązane z jednym z mRNA, z którego odczytują informacje i syntetyzują łańcuchy polipeptydowe. Takie rybosomy są przyłączane do błony ER za pomocą jednej z sekcji dużej podjednostki.
W niektórych komórkach ziarnista siateczka śródplazmatyczna (ER) składa się z rzadkich, rozproszonych cystern, ale może tworzyć duże lokalne (ogniskowe) nagromadzenia. Słabo rozwinięty gr. EPS w komórkach słabo zróżnicowanych lub w komórkach o niskim wydzielaniu białka. Klastry gr. EPS znajdują się w komórkach, które aktywnie syntetyzują białka wydzielnicze. Wraz ze wzrostem aktywności funkcjonalnej cysterny organelle stają się liczne i często się rozszerzają.
gr. EPS jest dobrze rozwinięty w komórkach wydzielniczych trzustki, głównych komórkach żołądka, w neuronach itp. W zależności od rodzaju komórek grupa. EPS może być rozproszony lub zlokalizowany na jednym z biegunów komórki, przy czym liczne rybosomy barwią tę strefę bazofilowo. Na przykład w komórkach plazmatycznych (plazmocytach) istnieje dobrze rozwinięta grupa. EPS powoduje jasną, zasadochłonną barwę cytoplazmy i odpowiada obszarom koncentracji kwasów rybonukleinowych. W neuronach organelle znajdują się w postaci zwarto leżących równoległych cystern, co pod mikroskopem świetlnym objawia się zasadochłonną ziarnistością w cytoplazmie (chromatofilna substancja cytoplazmy lub tiroid).
W większości przypadków na gr. EPS syntetyzuje białka, które nie są wykorzystywane przez samą komórkę, ale są uwalniane do środowiska zewnętrznego: białka gruczołów zewnątrzwydzielniczych organizmu, hormony, mediatory (substancje białkowe gruczołów dokrewnych i neuronów), białka substancja międzykomórkowa(białka kolagenu i włókien elastycznych, główny składnik substancji międzykomórkowej). Białka utworzone przez gr. EPS są również częścią lizosomalnych kompleksów enzymów hydrolitycznych znajdujących się na powierzchnia zewnętrzna błony komórkowe. Zsyntetyzowany polipeptyd nie tylko gromadzi się w jamie ER, ale także przemieszcza się i transportowany kanałami i wakuolami z miejsca syntezy do innych części komórki. Przede wszystkim taki transport odbywa się w kierunku kompleksu Golgiego. Z mikroskopem elektronowym dobry rozwój ER towarzyszy równoległy wzrost (przerost) kompleksu Golgiego. Równolegle wzrasta rozwój jąderek i wzrasta liczba porów jądrowych. Często w takich komórkach znajdują się liczne wtręty wydzielnicze (granulki) zawierające białka wydzielnicze, a liczba mitochondriów wzrasta.
Białka gromadzące się w jamach ER, omijając hialoplazmę, są najczęściej transportowane do kompleksu Golgiego, gdzie ulegają modyfikacji i stają się częścią lizosomów lub granulek wydzielniczych, których zawartość pozostaje odizolowana od hialoplazmy przez błonę. Wewnątrz kanalików lub wakuoli gr. Następuje modyfikacja białek EPS, wiążąc je z cukrami (glikozylacja pierwotna); kondensacja syntetyzowanych białek z utworzeniem dużych agregatów - granulek wydzielniczych.
Na rybosomach gr. EPS syntetyzuje białka integralne błony, które są osadzone w grubości błony. Tutaj, od strony hialoplazmy, syntetyzowane są lipidy i włączane do błony. W wyniku tych dwóch procesów rosną same błony ER i inne elementy układu wakuolowego.
Główną funkcją gr. EPS to synteza eksportowanych białek na rybosomach, izolacja z zawartości hialoplazmy wewnątrz jam błonowych i transport tych białek do innych części komórki, modyfikacja chemiczna lub lokalna kondensacja, a także synteza składników strukturalnych błon komórkowych.
Podczas translacji rybosomy przyłączają się do błony c. EPS w postaci łańcucha (polisomu). Zdolność do kontaktu z błoną zapewniają miejsca sygnalizacyjne, które przyłączają się do specjalnych receptorów EPS - białka cumowniczego. Następnie rybosom wiąże się z białkiem, które wiąże go z błoną, a powstały łańcuch polipeptydowy jest transportowany przez pory błony, które otwierają się za pomocą receptorów. W rezultacie podjednostki białka znajdują się w przestrzeni międzybłonowej c. EPS. Oligosacharyd (glikozylacja) może łączyć powstałe polipeptydy, które są odszczepiane od fosforanu dolicholu przyłączonego do wewnętrznej powierzchni błony. Następnie zawartość światła kanalików i cystern gr. EPS za pomocą pęcherzyków transportowych zostaje przeniesiony do przedziału cis kompleksu Golgiego, gdzie ulega dalszej transformacji.
Gładki (agranulowany) EPS. Może to mieć związek z gr. EPS strefa przejściowa, ale mimo to jest niezależną organellą z własnym systemem kompleksów receptorowych i enzymatycznych. Składa się ze złożonej sieci kanalików, płaskich i rozszerzonych cystern oraz pęcherzyków transportowych, ale jeśli w gr. W EPS dominują cysterny, wówczas w gładkiej siateczce śródplazmatycznej (gładki EPS) znajduje się więcej kanalików o średnicy około 50...100 nm.
Gładki do membran. Rybosomy nie są przyłączone do EPS, co wynika z braku receptorów dla tych organelli. Tak gładkie. Chociaż ER jest morfologiczną kontynuacją siateczki ziarnistej, nie jest to tylko siateczka endoplazmatyczna, na której w tej chwili nie ma rybosomów, ale jest niezależną organellą, do której rybosomy nie mogą się przyczepić.
Zadowolony. EPS bierze udział w syntezie tłuszczów, metabolizmie glikogenu, polisacharydów, hormonów steroidowych i niektórych leków (w szczególności barbituranów). Podczas głodu. Przepustka EPS końcowe etapy synteza wszystkich lipidów błony komórkowej. Membrany są gładkie. EPS zawiera enzymy przekształcające lipidy – flippazy, które przemieszczają cząsteczki tłuszczu i utrzymują asymetrię warstw lipidowych.
Zadowolony. EPS jest dobrze rozwinięty w tkankach mięśniowych, zwłaszcza prążkowanych. W mięśniach szkieletowych i sercowych tworzy dużą wyspecjalizowaną strukturę - siateczkę sarkoplazmatyczną lub układ L.
Siateczka sarkoplazmatyczna składa się z wzajemnie łączących się sieci kanalików L i cystern brzeżnych. Splatają specjalne organelle mięśni kurczliwych - miofibryle. W tkance mięśni poprzecznie prążkowanych organelle zawierają białko kalsekwestrynę, które wiąże do 50 jonów Ca 2+. W gładkiej komórki mięśniowe a komórki inne niż mięśniowe w przestrzeni międzybłonowej znajduje się białko zwane kalretikuliną, które również wiąże Ca 2+.
Tak gładkie. EPS jest rezerwuarem jonów Ca 2+. W momencie wzbudzenia komórki podczas depolaryzacji jej błony, jony wapnia są usuwane z ER do hialoplazmy, co jest wiodącym mechanizmem wyzwalającym skurcz mięśni. Towarzyszy temu skurcz komórek i włókien mięśniowych w wyniku interakcji aktomiozyny lub kompleksów aktomiozyny z miofibrylami. W spoczynku Ca 2+ jest ponownie wchłaniany do światła kanalików. EPS, co prowadzi do zmniejszenia zawartości wapnia w macierzy cytoplazmatycznej i towarzyszy temu rozluźnienie miofibryli. Białka pompy wapniowej regulują transbłonowy transport jonów.
Wzrost stężenia jonów Ca 2+ w macierzy cytoplazmatycznej przyspiesza także aktywność wydzielniczą komórek niemięśniowych oraz stymuluje ruch rzęsek i wici.
Zadowolony. EPS dezaktywuje różne substancje szkodliwe dla organizmu w wyniku ich utlenienia za pomocą szeregu specjalnych enzymów, szczególnie w komórkach wątroby. Tak więc przy niektórych zatruciach w komórkach wątroby pojawiają się strefy kwasochłonne (niezawierające RNA), całkowicie wypełnione gładką siateczką śródplazmatyczną.
W korze nadnerczy, w komórkach wydzielania wewnętrznego gonad. EPS bierze udział w syntezie hormonów steroidowych, a na jego błonach zlokalizowane są kluczowe enzymy biorące udział w steroidogenezie. Takie endokrynocyty są gładkie. EPS ma wygląd obfitych kanalików, które są przekrój poprzeczny widoczne w postaci licznych bąbelków.
Zadowolony. EPS powstaje z gr. EPS. W niektórych obszarach występuje gładkość. EPS tworzy nowe obszary błony lipoproteinowej pozbawione rybosomów. Obszary te mogą rosnąć, odrywać się od ziarnistych błon i funkcjonować jako niezależny układ wakuolowy.
Siateczka endoplazmatyczna w różnych komórkach może mieć postać spłaszczonych cystern, kanalików lub pojedynczych pęcherzyków. Ściana tych formacji składa się z błony bilipidowej i niektórych zawartych w niej białek oraz granic środowisko wewnętrzne retikulum endoplazmatyczne z hialoplazmy.
Istnieją dwa typy retikulum endoplazmatycznego:
ziarnisty (ziarnisty lub szorstki);
nieziarnisty lub gładki.
Zewnętrzna powierzchnia błon ziarnistej siateczki śródplazmatycznej zawiera przyłączone rybosomy. W cytoplazmie mogą występować oba typy retikulum endoplazmatycznego, jednak zazwyczaj dominuje jedna z nich, która decyduje o specyfice funkcjonalnej komórki. Należy pamiętać, że dwie wymienione odmiany nie są niezależne formy retikulum endoplazmatycznego, ponieważ możliwe jest prześledzenie przejścia ziarnistej siateczki śródplazmatycznej do gładkiej i odwrotnie.
Funkcje ziarnistej siateczki śródplazmatycznej:
synteza białek przeznaczonych do usunięcia z komórki („na eksport”);
oddzielenie (segregacja) zsyntetyzowanego produktu od hialoplazmy;
kondensacja i modyfikacja syntetyzowanego białka;
transport syntetyzowanych produktów do zbiorników kompleksu płytkowego lub bezpośrednio z komórki;
synteza błon bilipidowych.
Gładką siateczkę śródplazmatyczną reprezentują cysterny, szersze kanały i pojedyncze pęcherzyki, na zewnętrznej powierzchni których nie ma rybosomów.
Funkcje gładkiej siateczki śródplazmatycznej:
udział w syntezie glikogenu;
synteza lipidów;
funkcja detoksykacyjna – neutralizacja substancji toksycznych poprzez łączenie ich z innymi substancjami.
Płytkowy kompleks Golgiego (aparat siatkowy) jest reprezentowany przez skupisko spłaszczonych cystern i małych pęcherzyków ograniczonych błoną dwustronną. Kompleks blaszkowy dzieli się na podjednostki - diktiosomy. Każdy dictyosom to stos spłaszczonych cystern, na obwodzie których zlokalizowane są małe pęcherzyki. Jednocześnie w każdej spłaszczonej spłuczce część obwodowa jest nieco rozszerzona, a część środkowa zwężona.
W dictyosomie są dwa bieguny:
cis-biegun - skierowany podstawą w stronę jądra;
trans-biegunowy - skierowany w stronę cytolemii.
Ustalono, że wakuole transportowe zbliżają się do bieguna cis, przenosząc produkty syntetyzowane w ziarnistej siateczce śródplazmatycznej do kompleksu blaszkowego. Z transbieguna uwalniane są pęcherzyki, które przenoszą wydzielinę do plazmalemy w celu jej usunięcia z komórki. Jednakże niektóre małe pęcherzyki wypełnione białkami enzymatycznymi pozostają w cytoplazmie i nazywane są lizosomami.
Funkcje kompleksu płytkowego:
transport – usuwa z komórki syntetyzowane w nim produkty;
kondensacja i modyfikacja substancji syntetyzowanych w ziarnistej siatce śródplazmatycznej;
tworzenie lizosomów (wraz z ziarnistą siateczką śródplazmatyczną);
udział w metabolizmie węglowodanów;
synteza cząsteczek tworzących glikokaliks cytolemu;
synteza, gromadzenie i wydalanie mucyny (śluzu);
modyfikacja błon syntetyzowanych w retikulum endoplazmatycznym i ich transformacja w błony plazmalemmowe.
Wśród licznych funkcji kompleksu blaszkowego na pierwszym miejscu stawiana jest funkcja transportowa. Dlatego często nazywany jest aparatem transportowym komórki.
Lizosomy są najmniejszymi organellami cytoplazmy (0,2-0,4 µm) i dlatego otwierają się (de Duve, 1949) jedynie przy użyciu mikroskop elektronowy. Są to ciała otoczone błoną lipidową, zawierające gęstą elektronowo matrycę składającą się z zestawu hydrolitycznych białek enzymatycznych (50 hydrolaz), zdolnych do rozkładu dowolnych związków polimerowych (białek, lipidów, węglowodanów i ich kompleksów) na fragmenty monomeryczne. Enzymem markerowym lizosomów jest kwaśna fosfataza.
Funkcją lizosomów jest zapewnienie trawienia wewnątrzkomórkowego, czyli rozkładu substancji zarówno egzogennych, jak i endogennych.
Klasyfikacja lizosomów:
lizosomy pierwotne to ciała o dużej gęstości elektronowej;
lizosomy wtórne – fagolizosomy, w tym autofagolizosomy;
trzeciorzędowe lizosomy lub ciała resztkowe.
Prawdziwe lizosomy to małe ciała o dużej gęstości elektronowej utworzone w kompleksie blaszkowym.
Funkcja trawienna lizosomów rozpoczyna się dopiero po fuzji lizosomu z fagosomem, czyli fagocytowaną substancją otoczoną błoną bilipidową. W tym przypadku powstaje pojedynczy pęcherzyk – fagolizosom, w którym miesza się fagocytowany materiał i enzymy lizosomalne. Następnie rozpoczyna się rozkład (hydroliza) związków biopolimerowych fagocytowanego materiału na cząsteczki monomeryczne (aminokwasy, monosacharydy itp.). Cząsteczki te swobodnie przenikają przez błonę fagolizosomu do hialoplazmy, a następnie są wykorzystywane przez komórkę, czyli do wytwarzania energii lub do budowy struktur biopolimerowych. Jednak substancje fagocytowane nie zawsze ulegają całkowitemu rozkładowi.
Dalszy los pozostałych substancji może być inny. Niektóre z nich można usunąć z komórki w drodze egzocytozy, mechanizmu odwrotnego do fagocytozy. Niektóre substancje (głównie o charakterze lipidowym) nie są rozkładane przez hydrolazy lizosomalne, ale gromadzą się i zagęszczają w fagolizosomie. Takie formacje nazywane są lizosomami trzeciorzędowymi lub ciałami resztkowymi.
W procesie fagocytozy i egzocytozy odbywa się regulacja błon w komórce:
w procesie fagocytozy część błony komórkowej oddziela się i tworzy otoczkę fagosomu;
w procesie egzocytozy błona ta ponownie integruje się z plazmalemmą.
Ustalono, że niektóre komórki całkowicie odnawiają plazmalemmę w ciągu godziny.
Oprócz rozpatrywanego mechanizmu wewnątrzkomórkowego rozkładu fagocytowanych substancji egzogennych, w ten sam sposób niszczone są biopolimery endogenne – uszkodzone lub przestarzałe własne elementy strukturalne cytoplazmy. Początkowo takie organelle lub całe odcinki cytoplazmy otoczone są błoną bilipidową i powstaje wakuola autofagolizosomu, w której następuje hydrolityczne rozszczepienie substancji biopolimerowych, podobnie jak w fagolizosomie.
Należy zauważyć, że wszystkie komórki zawierają lizosomy w cytoplazmie, ale w różnych ilościach. Istnieją wyspecjalizowane komórki (makrofagi), których cytoplazma zawiera wiele pierwotnych i wtórnych lizosomów. Takie komórki działają funkcje ochronne w tkankach i nazywane są komórkami czystszymi, ponieważ specjalizują się w absorpcji dużej liczby cząstek egzogennych (bakterie, wirusy), a także własnych rozkładających się tkanek.
Peroksysomy to mikrociała cytoplazmatyczne (0,1-1,5 µm), budową podobną do lizosomów, różnią się jednak od nich tym, że ich macierz zawiera struktury krystaliczne, a wśród białek enzymatycznych znajduje się katalaza, która niszczy nadtlenek wodoru powstający podczas utleniania aminokwasów.
Trochę historii
Komórka jest uważana za najmniejszą jednostka strukturalna każdy organizm jednak składa się również z czegoś. Jednym z jego elementów jest siateczka śródplazmatyczna. Co więcej, EPS jest w zasadzie niezbędnym składnikiem każdej komórki (z wyjątkiem niektórych wirusów i bakterii). Został odkryty przez amerykańskiego naukowca K. Portera w 1945 roku. To on zauważył układ kanalików i wakuoli, które zdawały się gromadzić wokół jądra. Porter zauważył również, że rozmiary EPS w komórkach różnych stworzeń, a nawet narządach i tkankach tego samego organizmu nie są do siebie podobne. Doszedł do wniosku, że wynika to z funkcji danej komórki, stopnia jej rozwoju, a także etapu różnicowania. Na przykład u ludzi EPS jest bardzo dobrze rozwinięty w komórkach jelit, błonach śluzowych i nadnerczach.
Pojęcie
EPS to układ kanalików, rurek, pęcherzyków i błon zlokalizowanych w cytoplazmie komórki.
Siateczka śródplazmatyczna: budowa i funkcje
Struktura | |
Po pierwsze, jest to funkcja transportowa. Podobnie jak cytoplazma, retikulum endoplazmatyczne zapewnia wymianę substancji między organellami. Po drugie, EPS organizuje i grupuje zawartość komórki, dzieląc ją na określone sekcje. Po trzecie, najważniejszą funkcją to synteza białek, która zachodzi w rybosomach szorstkiej siateczki śródplazmatycznej, a także synteza węglowodanów i lipidów, która zachodzi na błonach gładkiej ER. |
|
Struktura EPS Istnieją 2 rodzaje retikulum endoplazmatycznego: ziarnisty (szorstki) i gładki. Funkcje pełnione przez ten komponent zależą w szczególności od rodzaju samej komórki. Na błonach gładkiej sieci znajdują się sekcje wytwarzające enzymy, które następnie biorą udział w metabolizmie. Szorstka siateczka śródplazmatyczna zawiera na swoich błonach rybosomy. |
Krótka informacja o pozostałych najważniejszych elementach komórki
Cytoplazma: budowa i funkcje
| Obraz | Struktura | Funkcje |
| Jest płynem w komórce. To w nim znajdują się wszystkie organelle (w tym aparat Golgiego, retikulum endoplazmatyczne i wiele innych) oraz jądro wraz z jego zawartością. Należy do składników obowiązkowych i nie jest organellą jako taką. | Główną funkcją jest transport. To dzięki cytoplazmie zachodzi interakcja wszystkich organelli, ich uporządkowanie (złożenie w ujednolicony system) i przebieg wszystkich procesów chemicznych. |
Błona komórkowa: budowa i funkcje
| Obraz | Struktura | Funkcje |
| Cząsteczki fosfolipidów i białek, tworzące dwie warstwy, tworzą membranę. Jest to cienka warstwa otaczająca całą komórkę. Jego integralnym składnikiem są także polisacharydy. A na zewnątrz roślin jest nadal pokryty cienką warstwą błonnika. | Główną funkcją błony komórkowej jest ograniczenie zawartości wewnętrznej komórki (cytoplazmy i wszystkich organelli). Ponieważ zawiera drobne pory, ułatwia transport i metabolizm. Może być także katalizatorem w realizacji niektórych procesów chemicznych oraz receptorem w przypadku zagrożenia zewnętrznego. |
Rdzeń: struktura i funkcje
| Obraz | Struktura | Funkcje |
| Ma kształt owalny lub kulisty. Zawiera specjalne cząsteczki DNA, które z kolei niosą dziedziczną informację o całym organizmie. Sam rdzeń pokryty jest na zewnątrz specjalną powłoką, która ma pory. Zawiera także jąderka (małe ciałka) i płyn (sok). Wokół tego centrum znajduje się retikulum endoplazmatyczne. | To jądro reguluje absolutnie wszystkie procesy zachodzące w komórce (metabolizm, syntezę itp.). I to właśnie ten składnik jest głównym nośnikiem informacji dziedzicznej całego organizmu. Synteza cząsteczek białka i RNA zachodzi w jąderkach. |
Rybosomy
Są to organelle, które zapewniają podstawową syntezę białek. Można je znaleźć zarówno w wolnej przestrzeni cytoplazmy komórkowej, jak i w kompleksach z innymi organellami (np. Retikulum endoplazmatycznym). Jeśli rybosomy znajdują się na błonach szorstkiego ER (będąc na zewnętrznych ścianach błon, rybosomy tworzą szorstkość) , wydajność syntezy białek wzrasta kilkukrotnie. Zostało to udowodnione w licznych eksperymentach naukowych.
Kompleks Golgiego
Organoid składający się z pewnych wnęk, które stale wydzielają pęcherzyki o różnej wielkości. Zgromadzone substancje wykorzystywane są także na potrzeby komórki i organizmu. W pobliżu często znajdują się kompleks Golgiego i siateczka śródplazmatyczna.
Lizosomy
Organelle otoczone specjalną błoną i pełniące funkcję trawienną komórki nazywane są lizosomami.
Mitochondria
Organelle otoczone kilkoma błonami i pełniące funkcję energetyczną, czyli zapewniające syntezę cząsteczek ATP i rozprowadzające powstałą energię po całej komórce.
Plastydy. Rodzaje plastydów
Chloroplasty (funkcja fotosyntezy);
Chromoplasty (akumulacja i konserwacja karotenoidów);
Leukoplasty (akumulacja i magazynowanie skrobi).
Organelle przeznaczone do poruszania się
Wykonują również pewne ruchy (wici, rzęski, długie wyrostki itp.).
Centrum komórkowe: budowa i funkcje
Siateczka śródplazmatyczna jest jedną z najważniejszych organelli komórki eukariotycznej. Jego druga nazwa to retikulum endoplazmatyczne. EPS występuje w dwóch odmianach: gładkiej (agranulowanej) i szorstkiej (granulowanej). Im bardziej aktywny jest metabolizm w komórce, tym większa jest w niej ilość EPS.
Struktura
To rozległy labirynt kanałów, jam, pęcherzyków, „cystern”, które są ściśle ze sobą powiązane i komunikują się ze sobą. Organelle te są pokryte błoną, która łączy się zarówno z cytoplazmą, jak i zewnętrzną błoną komórki. Objętość jam jest różna, ale wszystkie zawierają jednorodny płyn, który umożliwia interakcję między jądrem komórkowym a środowisko zewnętrzne. Czasami pojawiają się odgałęzienia z sieci głównej w postaci pojedynczych bąbelków. Szorstki ER różni się od gładkiego ER obecnością dużej liczby rybosomów na zewnętrznej powierzchni błony.
Funkcje
- Funkcje granulowanego EPS. Bierze udział w tworzeniu hormonów steroidowych (m.in. w komórkach kory nadnerczy). EPS zawarty w komórkach wątroby bierze udział w niszczeniu niektórych hormonów, leki i substancji szkodliwych oraz w procesach przemiany glukozy, która powstaje z glikogenu. Z sieci ziarnistej powstają także fosfolipidy niezbędne do budowy błon wszystkich typów komórek. Oraz w siateczce komórek tkanka mięśniowa powstają jony wapnia niezbędne do skurczu mięśni. Ten typ gładkiej siateczki śródplazmatycznej nazywany jest inaczej siateczką sarkoplazmatyczną.
- Funkcje granulowanego EPS. Przede wszystkim w siateczce ziarnistej następuje produkcja białek, które następnie zostaną usunięte z komórki (na przykład synteza produktów wydzielniczych komórek gruczołowych). Również w szorstkim ER zachodzi synteza i składanie fosfolipidów i białek wielołańcuchowych, które następnie są transportowane do aparatu Golgiego.
- Wspólnymi funkcjami zarówno gładkiej siateczki śródplazmatycznej, jak i szorstkiej siateczki śródplazmatycznej jest funkcja ograniczająca. Z powodu tych organelli komórka jest podzielona na przedziały (przedziały). Ponadto te organelle są transporterami substancji z jednej części komórki do drugiej.
Jest to system kanałów i wnęk, których ściany składają się z pojedynczej warstwy membrany. Struktura błony jest podobna do plazmalemy (płynnej mozaiki), jednak zawarte w niej lipidy i białka różnią się nieco organizacją chemiczną. Istnieją dwa rodzaje EPS: szorstki (ziarnisty) i gładki (agranularny).
EPS ma kilka funkcji.
- Transport.
- Tworzące membranę.
- Syntetyzuje białka, tłuszcze, węglowodany i hormony steroidowe.
- Neutralizuje substancje toksyczne.
- Odkłada wapń.
Synteza białek zachodzi na zewnętrznej powierzchni szorstkiej membrany EPS.
2. Na błonie gładkiej ER znajdują się enzymy syntetyzujące tłuszcze, węglowodany i hormony steroidowe.
3. Na błonie gładkiej ER znajdują się enzymy, które neutralizują toksyczne substancje obce, które dostały się do komórki.
Szorstka błona zawiera dużą liczbę rybosomów po zewnętrznej stronie macierzy błony, które biorą udział w syntezie białek. Białko syntetyzowane na rybosomie przedostaje się specjalnym kanałem do jamy ER (ryc. 7) i stamtąd jest rozprowadzane do różnych części cytoplazmy (głównie trafia do kompleksu Golgiego). Jest to typowe dla białek, które trafiają do eksport. Na przykład dla enzymów trawiennych syntetyzowanych w komórkach trzustki.
Rybosomowy mRNA
Ryż. 7. Siateczka śródplazmatyczna:
A – fragmenty gładkiego EPS; B – fragmenty szorstkiego EPS. B – funkcjonujący rybosom na szorstkim ER.
Gładka błona ER zawiera zestaw enzymów syntetyzujących tłuszcze i proste węglowodany, a także niezbędne dla organizmu hormony steroidowe. Należy szczególnie zaznaczyć, że w błonie gładkiej EPS komórek wątroby znajduje się system enzymów rozkładających obce substancje (ksenobiotyki), które dostają się do komórki, w tym związki lecznicze. System składa się z różnych białek enzymatycznych (środków utleniających, redukujących, acetylatorów itp.).
Ksenobiotyk lub substancja lecznicza(lek), oddziałując sekwencyjnie z niektórymi enzymami, zmienia swoją strukturę chemiczną. W rezultacie produkt końcowy może zachować swoją specyficzną aktywność, może stać się nieaktywny lub odwrotnie, zyskać nową właściwość - stać się toksycznym dla organizmu. Nazywa się układ enzymatyczny znajdujący się w ER i przeprowadzający przemianę chemiczną ksenobiotyków (lub leków). układ biotransformacji. Obecnie systemowi temu przypisuje się duże znaczenie, ponieważ specyficzna aktywność leku (działanie bakteriobójcze itp.) w organizmie i ich toksyczność zależą od intensywności jego działania i ilościowej zawartości niektórych enzymów w nim.
Badając stężenie we krwi izoniazydu, substancji przeciwgruźliczej, badacze natknęli się na nieoczekiwane zjawisko. Przy przyjęciu tej samej dawki leku jego stężenie w osoczu krwi u różnych osób okazało się różne. Okazało się, że u osób z intensywnym procesem biotransformacji izoniazyd ulega szybkiej acetylacji, zamieniając się w inny związek. Dlatego jego zawartość we krwi staje się znacznie niższa niż u osób o niskiej intensywności acetylacji. Logiczny jest wniosek, że pacjenci z szybką acetylacją, np skuteczne leczenie konieczne jest przepisanie większych dawek leku. Powstaje jednak inne niebezpieczeństwo: podczas acetylowania izoniazydu powstają związki toksyczne dla wątroby. Dlatego zwiększenie dawki izoniazydu w szybkich acetylatorach może skutkować uszkodzeniem wątroby. Są to paradoksy, z którymi nieustannie spotykają się farmakolodzy badający mechanizm działania leków i systemy biotransformacji. Dlatego jeden z ważne kwestie, o czym musi zdecydować farmakolog – zalecić do wprowadzenia do praktyki lek, który nie ulegnie szybkiej inaktywacji w układzie biotransformacji, a ponadto nie zamieni się w związek toksyczny dla organizmu. Wiadomo, że spośród leków obecnie rekomendowanych przez Komitet Farmaceutyczny prawie wszystkie ulegają procesom biotransformacji. Jednak żaden z nich nie traci całkowicie swojej specyficznej aktywności i nie powoduje znaczących szkód dla organizmu. Substancje takie jak atropina, chloramfenikol, prednizolon, noradrenalina i wiele innych całkowicie zachowują swoje właściwości, jednak przechodząc przez system biotransformacji, stają się bardziej rozpuszczalne w wodzie. Oznacza to, że zostaną dość szybko usunięte z organizmu. Istnieją substancje aktywujące system biotransformacji, na przykład fenobarbital. I tak w doświadczeniach przeprowadzonych na myszach stwierdzono, że gdy duża ilość tej substancji przedostanie się do krwiobiegu w komórkach wątroby, powierzchnia gładkiej ER podwaja się w ciągu kilku dni. Stymulacja układu biotransformacji służy neutralizacji toksycznych związków w organizmie. Dlatego w leczeniu stosuje się fenobarbital choroba hemolityczna noworodki, gdy stymulacja układów biotransformacji pomaga organizmowi poradzić sobie z nadmiarem szkodliwych substancji, na przykład bilirubiny. Nawiasem mówiąc, po usunięciu szkodliwej substancji nadmiar błon gładkiego ER zostaje zniszczony za pomocą lizosomów, a po 5 dniach sieć nabiera normalnej objętości.
Substancje syntetyzowane w błonach EPS dostarczane są kanałami do różnych organelli lub tam, gdzie są potrzebne (ryc. 8). Rola transportowa EPS nie ogranicza się do tego; w niektórych obszarach membrana może tworzyć występy, które są splecione i odrywane od membrany, tworząc pęcherzyk zawierający wszystkie składniki kanalika sieciowego. Pęcherzyk ten może przemieszczać się i opróżniać swoją zawartość w różnych miejscach komórki, w szczególności łącząc się z kompleksem Golgiego.
Słaby XPS 
Elementy cytoszkieletu
Rybosom
Mitochondria
Komórka Jądrowa
Ryż. 8. Schematyczne przedstawienie wnętrza ogniwa (bez skali).
Należy to odnotować ważną rolę EPS w budowie wszystkich błon wewnątrzkomórkowych. Tutaj rozpoczyna się pierwszy etap takiej budowy.
EPS odgrywa również znaczącą rolę w wymianie jonów wapnia. Jon ten ma ogromne znaczenie w regulacji metabolizmu komórkowego, zmianie przepuszczalności kanałów błonowych, aktywacji różnych związków w cytoplazmie itp. Smooth ER jest magazynem jonów wapnia. W razie potrzeby uwalniany jest wapń, który bierze udział w życiu komórki. Ta funkcja jest najbardziej charakterystyczna dla ER mięśni. Uwalnianie jonów wapnia z EPS jest ogniwem w złożonym procesie skurczu mięśni.
Należy zwrócić uwagę na ścisłe powiązanie EPS z mitochondriami – stacjami energetycznymi komórki. W chorobach związanych z niedoborem energii rybosomy są odłączone od błony szorstkiego ER. Konsekwencje nie są trudne do przewidzenia – synteza białek na eksport zostaje zakłócona. A ponieważ takie białka obejmują enzymy trawienne, w chorobach związanych z niedoborem energii funkcjonowanie gruczołów trawiennych zostanie zakłócone, w wyniku czego ucierpi jedna z głównych funkcji organizmu - trawienie. Na tej podstawie należy opracować taktykę farmakologiczną lekarza.
Kompleks Golgiego
W gruczołach dokrewnych, na przykład w trzustce, niektóre pęcherzyki oddzielające się od EPS ulegają spłaszczeniu, łączą się z innymi pęcherzykami i układają się jeden na drugim, jak naleśniki w stosie, tworząc kompleks Golgiego (CG). Składa się z kilku elementów konstrukcyjnych - cystern, pęcherzyków i rurek (ryc. 9). Wszystkie te elementy utworzone są przez jednowarstwową membranę typu płynnej mozaiki. Zawartość bąbelków „dojrzewa” w zbiornikach. Te ostatnie odłączają się od kompleksu i przemieszczają się w cytozolu wzdłuż mikrotubul, włókienek i włókien. Jednakże główną drogą pęcherzyków jest ruch w kierunku błony komórkowej. Łącząc się z nim, bąbelki opróżniają swoją zawartość enzymy trawienne do przestrzeni międzykomórkowej (ryc. 10). Z niego enzymy dostają się do przewodu i wpływają do jelit. Proces wydalania za pomocą pęcherzyków wydzielania CG nazywa się egzocytozą.
1
Ryż. 9. Przekrój kompleksu Golgiego: 1 – jądro; 2 – jąderko; 3 – w CG powstają pęcherzyki; 4 – zbiorniki KG; 5 – tuba.
Membrana
Ryż. 10. Formowanie zbiorników KG(g) z pęcherzyków:
1 – rdzeń; 2 – jąderko; 3 – w QD powstają pęcherzyki; 4 – zbiorniki KG; 5 – tuba.
Należy zaznaczyć, że egzocytoza w komórce często łączy się z innym ważnym procesem komórkowym – budową lub odnową błony komórkowej. Jego istotą jest to, że pęcherzyk składający się z jednowarstwowej membrany w postaci płynnej mozaiki zbliża się do membrany i pęka, jednocześnie rozbijając membranę. Po uwolnieniu zawartości pęcherzyka jego krawędzie łączą się z krawędziami szczeliny w membranie, a szczelina zostaje „zamknięta”. Inna ścieżka jest charakterystyczna dla pęcherzyków, z których następnie powstają lizosomy. Pęcherzyki te, poruszając się wzdłuż włókien prowadzących, są rozmieszczone w całej cytoplazmie komórki.
W praktyce w CG następuje redystrybucja białek syntetyzowanych na rybosomach szorstkiego ER i dostarczanych kanałami ER w CG, część z nich trafia z CG na eksport, część pozostaje na potrzeby komórki (np. na przykład skoncentrowane w lizosomach). Proces precyzyjnej dystrybucji białka ma złożony mechanizm, a jeśli ulegnie awarii, mogą ucierpieć nie tylko funkcje trawienne, ale także wszystkie funkcje związane z lizosomami. Niektórzy autorzy bardzo trafnie zauważyli, że CG w komórce to „dworzec centralny”, na którym redystrybuowany jest przepływ pasażerów białkowych.
Niektóre mikrotubule kończą się ślepo.
W CG modyfikacja wyrobów pochodzących z EPS odbywa się:
1. Akumulacja przychodzących produktów.
2. Odwodnij je.
3. Niezbędna restrukturyzacja chemiczna (dojrzewanie).
Wcześniej zauważyliśmy, że w CG zachodzi tworzenie się wydzielin trawiennych i lizosomów. Oprócz tych funkcji organella syntetyzuje polisacharydy i jednego z głównych uczestników reakcji immunologicznych w organizmie - immunoglobuliny.
I wreszcie KG bierze czynny udział w budowie i odnowie membran plazmatycznych. Przelewając się przez plazmalemmę, pęcherzyki są w stanie zintegrować z nią swoją błonę. Do budowy membran wykorzystuje się substancje (rys. 11), syntetyzowane w EPS i „dojrzewające” na membranach zbiorników KG.
 |
Egzocytoza i powstawanie
Błony komórkowe z
Membrany bąbelkowe.
Jądro komórkowe
Kompleks Golgiego
Ryż. 11 Schemat powstawania fragmentu błony komórkowej z błony pęcherzyka CG (bez skali).
Funkcja KG:
· transport (powstające pęcherzyki transportują enzymy na zewnątrz lub na własny użytek),
Tworzy lizosomy
· tworzenie (w CG powstają immunoglobuliny, cukry złożone, mukoproteiny itp.),
· budowa: a) membrana pęcherzyków CG może być osadzona w błonie plazmatycznej; b) do budowy błon komórkowych wykorzystuje się związki syntetyzowane w membranach zbiorników,
· dzielenie (dzieli komórkę na przedziały).
Lizosomy
Lizosomy mają wygląd małych okrągłych pęcherzyków, znajdujących się we wszystkich częściach cytoplazmy, od których są oddzielone jednowarstwową membraną z płynnej mozaiki. Zawartość wewnętrzna jest jednorodna i składa się z dużej liczby różnych substancji. Najważniejsze z nich to enzymy (około 40 - 60), które rozkładają prawie wszystkie naturalne polimery. związki organiczne, uwięzione wewnątrz lizosomów. Wewnątrz lizosomów pH wynosi 4,5 - 5,0. Przy tych wartościach enzymy są w stanie aktywnym. Jeśli pH jest bliskie obojętnemu, charakterystycznemu dla cytoplazmy, enzymy te mają niską aktywność. Jest to jeden z mechanizmów ochrony komórek przed samostrawieniem, jeśli enzymy dostaną się do cytoplazmy, na przykład w przypadku pęknięcia lizosomów. Po zewnętrznej stronie błony znajduje się duża liczba różnorodnych receptorów, które ułatwiają połączenie lizosomów z pęcherzykami endocytarnymi. Należy to odnotować ważna własność lizosomy - celowy ruch w kierunku obiektu działania. Kiedy następuje fagocytoza, lizosomy przesuwają się w stronę fagosomów. Odnotowano ich ruch w kierunku zniszczonych organelli (np. mitochondriów). Jak pisaliśmy wcześniej, ukierunkowany ruch lizosomów odbywa się za pomocą mikrotubul. Zniszczenie mikrotubul prowadzi do zaprzestania tworzenia fagolizosomów. Fagocyt praktycznie traci zdolność trawienia patogenów we krwi (fagocytoza). Prowadzi to do poważnych chorób zakaźnych.
W pewnych warunkach błona lizosomalna jest w stanie umożliwić przedostanie się do środka substancji organicznych o dużej masie cząsteczkowej hialoplazmy (na przykład białek, lipidów, polisacharydów) (ryc. 12. (4.4a), gdzie rozkładają się one na elementarne organiczne związki (aminokwasy, monosacharydy, kwasy tłuszczowe, gliceryna). Następnie związki te opuszczają lizosomy i trafiają na potrzeby komórki. W niektórych przypadkach lizosomy mogą „wychwytywać”, a następnie „trawić” fragmenty organelli (ryc. 12. (3.3a)) oraz uszkodzone lub przestarzałe składniki komórek (błony, wtręty). Podczas postu utrzymuje się żywotna aktywność komórek dzięki trawieniu części struktur cytoplazmatycznych w lizosomach i wykorzystaniu produktów końcowych. Ten żywienie endogenne charakterystyczne dla wielu organizmów wielokomórkowych.
Pęcherzyki endocytarne powstałe w procesie endocytozy (fagocytozy i pinocytozy) - pęcherzyki pinocytozy (ryc. 12. (1.1a) i fagosomy (ryc. 12. (2.2a)) - również łączą się z lizosomem, tworząc fagolizosom. zawartość wewnętrzna to mikroorganizmy, substancje organiczne itp. są rozkładane przez enzymy lizosomalne na pierwiastki
Mikroorganizmy
Rozpuszczony
Organiczny 2 3
Substancje
Białka, tłuszcze Fragmenty lizosomów
węglowodany mitochondrialne
Ryż. 12. Funkcje lizosomów:
1, 1a – utylizacja materia organiczna hialoplazma; 2, 2a – wykorzystanie zawartości pęcherzyków pinocytozy; 3, 3a – wykorzystanie zawartości pęcherzyków fagocytarnych; 4, 4a – enzymatyczny rozkład uszkodzonych mitochondriów. 3a – fagosomy.
żadne związki organiczne, które po wejściu do cytoplazmy stają się uczestnikami metabolizmu komórkowego. W niektórych komórkach trawienie biogennych makrocząsteczek w lizosomach może nie zostać zakończone. W tym przypadku niestrawione produkty gromadzą się w jamie lizosomu. Ten lizosom nazywany jest ciałem resztkowym. Osadzają się tam substancje pigmentowe. U ludzi wraz ze starzeniem się organizmu „starzejący się pigment” – lipofuscyna – gromadzi się w pozostałych komórkach mózgu, wątroby i włókien mięśniowych.
Jeśli powyższe można warunkowo scharakteryzować jako działanie lizosomów na poziomie komórkowym, to druga strona działania tych organelli objawia się na poziomie całego organizmu, jego układów i narządów. Przede wszystkim dotyczy to usuwania narządów, które obumierają podczas embriogenezy (na przykład ogona kijanki), podczas różnicowania komórek niektórych tkanek (zastąpienie chrząstki kością) itp.
Biorąc pod uwagę ogromne znaczenie enzymów lizosomalnych w życiu komórki, można przypuszczać, że każde zakłócenie ich pracy może prowadzić do: poważne konsekwencje. Jeśli gen kontrolujący syntezę dowolnego enzymu lizosomalnego zostanie uszkodzony, w tym ostatnim wystąpią zaburzenia strukturalne. Doprowadzi to do gromadzenia się „niestrawionych” produktów w lizosomach. Jeśli w komórce jest zbyt dużo takich lizosomów, komórka ulega uszkodzeniu, a co za tym idzie, zostaje zakłócone funkcjonowanie odpowiednich narządów. Choroby dziedziczne rozwijające się według tego scenariusza, nazywane są „lizosomalnymi chorobami spichrzeniowymi”.
Należy również zwrócić uwagę na udział lizosomów w tworzeniu stan odporności korpus (Rysunek 13). Gdy antygen (na przykład toksyna mikroorganizmu) dotrze do organizmu, ulega głównie (około 90%) zniszczeniu, co chroni komórki przed jego szkodliwym działaniem. Cząsteczki antygenu pozostające we krwi są wchłaniane (poprzez pinocytozę lub fagocytozę) przez makrofagi lub specjalne komórki z rozwiniętym układem lizosomalnym
Bakteria
 |
Antygen
Makrofag
pinozytoza
Pinocytotyczny
Lizosom
Fragmenty peptydowe antygenu
Ryż. 13. Tworzenie fragmentów peptydów antygenowych w makrofagach
(skala nie przestrzegana).
temat. Pęcherzyk pinocytotyczny lub fagosom z antygenem łączy się z lizosomem, a enzymy tego ostatniego rozkładają antygen na fragmenty, które mają większą aktywność antygenową i mniejszą toksyczność niż pierwotny antygen drobnoustrojowy. Fragmenty te są przenoszone na powierzchnię komórki w dużych ilościach i następuje silna aktywacja układy odpornościowe ciało. Oczywiste jest, że wzmocnienie właściwości antygenowych (na tle braku efektu toksycznego) w wyniku leczenia lizosomalnego znacznie przyspieszy proces rozwoju ochronnych odpowiedzi immunologicznych na ten mikroorganizm. Nazywa się proces rozszczepiania antygenu na fragmenty peptydowe przez lizosomy przetwarzanie antygenu. Należy zauważyć, że w to zjawisko bezpośrednio zaangażowany jest kompleks ER i Golgiego.
I wreszcie w ostatnio Temat związku lizosomów z mikroorganizmami fagocytowanymi przez komórkę jest szeroko rozważany. Jak powiedzieliśmy wcześniej, fuzja fagosomu i lizosomu prowadzi do trawienia mikroorganizmów w fagolizosomie. To najkorzystniejszy wynik. Możliwe są jednak również inne opcje relacji. Zatem niektóre mikroorganizmy chorobotwórcze (chorobotwórcze) wnikając do komórki wewnątrz fagosomu, uwalniają substancje blokujące fuzję lizosomów z fagosomem. Dzięki temu mogą przetrwać w fagosomach. Jednakże żywotność komórek (fagocytów) z wchłoniętymi mikroorganizmami jest krótka; ulegają one rozpadowi, uwalniając fagosomy z drobnoustrojami do krwi. Mikroorganizmy uwolnione do krwiobiegu mogą ponownie wywołać nawrót (powrót) choroby. Możliwa jest również inna opcja, gdy części zniszczonego fagocytu, w tym fagosomy z drobnoustrojami, zostaną ponownie wchłonięte przez inne fagocyty, ponownie pozostając w stanie żywym i w nowej komórce. Cykl można wystarczająco powtórzyć długo. Opisano przypadek tyfusu u starszego pacjenta, który jako młody żołnierz Armii Czerwonej zachorował na tyfus walcząc w I Armii Kawalerii. Po ponad pięćdziesięciu latach nie tylko objawy choroby powróciły – nawet urojeniowe wizje przywróciły starcowi epokę wojna domowa. Rzecz w tym, że patogeny tyfusu mają zdolność blokowania procesu łączenia fagosomów i lizosomów.
Funkcja lizosomów:
trawienny (trawi części cytoplazmy i mikroorganizmów, dostarcza elementarne związki organiczne na potrzeby komórki),
recykling (oczyszcza cytoplazmę z części zepsutych),
biorą udział w usuwaniu obumierających komórek i narządów,
· ochronne (trawienie mikroorganizmów, udział w reakcjach immunologicznych organizmu).
Rybosomy.
Jest to aparat do syntezy białek w komórce. Rybosom składa się z dwóch podjednostek - dużej i małej. Podjednostki mają złożoną konfigurację (patrz ryc. 14) i składają się z białek i rybosomalnego RNA (rRNA). Rybosomalny RNA służy jako rodzaj rusztowania, do którego przyczepione są cząsteczki białka.
Tworzenie rybosomów zachodzi w jąderku jądra komórkowego (proces ten zostanie omówiony poniżej). Utworzone duże i małe podjednostki wychodzą przez pory jądrowe do cytoplazmy.
W cytoplazmie rybosomy są w stanie zdysocjowanym lub rozproszonym zdysocjowane rybosomy. W tym stanie nie są w stanie przyczepić się do membrany. To nie jest stan roboczy rybosomu. W stanie roboczym rybosom jest organellą składającą się z dwóch połączonych ze sobą podjednostek, pomiędzy którymi przechodzi nić mRNA. Takie rybosomy mogą swobodnie „unosić się” w cytozolu; wolne rybosomy lub dołączyć do różnych membran,
A B C D
Ryż. 14. Naturalna postać małej (A) i dużej (B) podjednostki rybosomu. Cały rybosom (B). Schematyczne przedstawienie rybosomu (D)
na przykład do membrany EPS. Na błonie rybosom najczęściej znajduje się nie sam, ale w zespole. W zestawie może znajdować się różna liczba rybosomów, ale wszystkie są połączone jedną nicią mRNA. Dzięki temu rybosomy działają bardzo wydajnie. Podczas gdy kolejny rybosom kończy syntezę białka i opuszcza mRNA, inne kontynuują tę syntezę, znajdując się w różnych miejscach cząsteczki RNA. Zespół takich rybosomów 
zwany polisom(ryc. 15).
Koniec syntezy białek. Początek syntezy białek
Ryż. 15. Schemat syntezy białek przez polisom.
Na zdjęciu polisom składa się z pięciu różnych rybosomów.
Zazwyczaj białka przeznaczone na eksport są syntetyzowane na błonach szorstkiego ER oraz w hialoplazmie - na potrzeby komórki. Jeśli podczas choroby wykryje się oderwanie rybosomów od błon i ich przejście do hialoplazmy, można to uznać za reakcję ochronną - z jednej strony komórki zmniejszają eksport białek i zwiększają syntezę białek na potrzeby wewnętrzne. Z drugiej strony takie odłączenie rybosomów wskazuje na zbliżający się niedobór energii komórki, gdyż przyłączenie i zatrzymanie rybosomów na błonach wymaga wydatku energii, której głównym dostawcą w komórce jest ATP. Brak ATP w naturalny sposób prowadzi nie tylko do oderwania się rybosomów od błony, ale także do braku możliwości przyłączenia się wolnych rybosomów do błony. Prowadzi to do wykluczenia efektywnego generatora białek, szorstkiego ER, z gospodarki molekularnej komórki. Uważa się, że niedobór energii to poważne zaburzenie metabolizmu komórkowego, najczęściej związane z zaburzeniem aktywności procesów zależnych od energii (np. w mitochondriach).
W rybosomie znajdują się trzy różne miejsca, z którymi wiąże się RNA — jedno dla informacyjnego RNA (mRNA lub mRNA) i dwa dla transferowego RNA. Pierwsza znajduje się na styku dużej i małej podjednostki. Z dwóch ostatnich jedna sekcja zawiera cząsteczkę tRNA i tworzy wiązania między aminokwasami (wiązania peptydowe), dlatego nazywa się ją centrum P. Znajduje się w małej podjednostce. A drugi służy do przechowywania nowo przybyłej cząsteczki tRNA obciążonej aminokwasem. Nazywa się to centrum A.
Należy podkreślić, że podczas syntezy białek niektóre antybiotyki mogą blokować ten proces (więcej omówimy przy opisie translacji).
Mitochondria.
Nazywa się je „stacjami energetycznymi komórki”. U eukariontów duża liczba elektronów i protonów powstaje w procesie glikolizy, cyklu Krebsa i innych reakcjach biochemicznych. Część z nich bierze udział w różnych reakcjach biochemicznych, część gromadzi się w specjalnych związkach. Jest ich kilka. Najważniejsze z nich to NADH i NADPH (dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy i fosforan dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego). Związki te w postaci NAD i NADP są akceptorami – rodzajem „pułapek” elektronów i protonów. Po dodaniu do nich elektronów i protonów zamieniają się w NADH i NADPH i są już dawcami cząstki elementarne. Najwięcej ich „łapie”. różne części komórki, do których transportują cząsteczki różne działy cytoplazmę i przekazując je na potrzeby reakcji biochemicznych, zapewniają niezakłócony przepływ metabolizmu. Te same związki dostarczają do mitochondriów elektrony i protony z cytoplazmy i matrix mitochondrialnej, gdzie znajduje się potężny generator cząstek elementarnych – cykl Krebsa. NADH i NADPH, zintegrowane z łańcuchem transportu elektronów (patrz poniżej), przenoszą cząstki do syntezy ATP. Energia jest pobierana z ATP na potrzeby wszystkich procesów zachodzących w komórce, które wymagają energii.
Mitochondria mają dwie błony typu płynnej mozaiki. Pomiędzy nimi znajduje się przestrzeń międzybłonowa. Wewnętrzna membrana ma fałdy - cristae (ryc. 16). Wewnętrzna powierzchnia cristae jest usiana korpusami w kształcie grzybów, posiadającymi łodygę i głowę.
Synteza ATP zachodzi w ciałach grzybów. W samej grubości wewnętrznej błony mitochondriów znajdują się kompleksy enzymatyczne przenoszące elektrony z NADH 2 na tlen. Kompleksy te nazywane są łańcuch oddechowy lub łańcuch transmisyjny
Rybosom
A B C
 |
|||||||||
Okrągłe DNA
Ryż. 16. Mitochondria:
A – Ogólny schemat organizacji mitochondriów. B – obszar crista z ciałami grzybów:
1 – membrana zewnętrzna mitochondria; 2 – macierz międzybłonowa; 3 – membrana wewnętrzna; 4 – macierz; 5 – chrysta; 6 – korpusy w kształcie grzybów.
nos elektronów. Z powodu ruchu uh Synteza ATP zachodzi poprzez ten kompleks elektronów. ATP jest głównym dostawcą energii dla wszystkich procesów komórkowych. Mitochondria są głównymi konsumentami tlenu w organizmie. Dlatego mitochondria jako pierwsze reagują na brak tlenu. Reakcja ta jest jednoznaczna – brak tlenu (niedotlenienie) prowadzi do obrzęku mitochondriów, w konsekwencji czego komórki ulegają uszkodzeniu i obumieraniu.
Różne typy Komórki eukariotyczne różnią się między sobą zarówno liczbą i kształtem mitochondriów, jak i liczbą cristae. Zawartość organelli w komórce waha się od 500 do 2000, w zależności od zapotrzebowania energetycznego. Tak aktywnie działające komórki nabłonka jelitowego zawierają wiele mitochondriów, a w plemnikach tworzą sieć, która owija się wokół wici, dostarczając jej energii do ruchu. W tkankach o wysokim stopniu procesów oksydacyjnych, np. w mięśniu sercowym, liczba cristae jest wielokrotnie większa niż w zwykłych komórkach. W mitochondriach mięśnia sercowego jest ich 3 razy więcej niż w mitochondriach wątroby.
Życie mitochondriów mierzy się w dniach (5 – 20 dni w różnych komórkach). Przestarzałe mitochondria obumierają, rozpadają się na fragmenty i są wykorzystywane przez lizosomy. Zamiast tego powstają nowe, które pojawiają się w wyniku podziału istniejących mitochondriów.
Zazwyczaj macierz mitochondrialna zawiera 2–10 cząsteczek DNA. Są to struktury pierścieniowe kodujące białka mitochondrialne. Mitochondria zawierają cały aparat do syntezy białek (rybosomy, mRNA, tRNA, aminokwasy, enzymy transkrypcyjne i translacyjne). Dlatego w mitochondriach zachodzą procesy replikacji, transkrypcji i translacji oraz następuje dojrzewanie – przetwarzanie mRNA. Na tej podstawie mitochondria są jednostkami półautonomicznymi.
Istotnym punktem aktywności mitochondriów jest synteza hormonów steroidowych i niektórych aminokwasów (glutaminowych). Przestarzałe mitochondria mogą pełnić funkcję magazynowania - gromadzić produkty wydalania lub akumulować substancje szkodliwe, uwięziony w klatce. Oczywiste jest, że w takich przypadkach mitochondria przestają pełnić swoją główną funkcję.
Funkcje mitochondriów:
akumulacja energii w postaci ATP,
· deponowanie,
· syntetyczne (synteza białek, hormonów, aminokwasów).
