§fünfzehn. Endoplasmatisches Retikulum

Der Käfig ist ein einteiliges System

Eine lebende Zelle ist eine einzigartige, perfekte kleinste Einheit des Körpers, sie ist so konzipiert, dass sie Sauerstoff und Nährstoffe so effizient wie möglich nutzt und ihre Funktionen erfüllt. Für die Zelle lebenswichtige Organellen sind der Zellkern, die Ribosomen, die Mitochondrien, das endoplasmatische Retikulum und der Golgi-Apparat. Lassen Sie uns über Letzteres genauer sprechen.

Was ist das

Diese Membranorganelle ist ein Komplex von Strukturen, die darin synthetisierte Substanzen aus der Zelle entfernen. Meistens befindet es sich in der Nähe der äußeren Zellmembran.

Golgi-Apparat: Struktur

Es besteht aus membranförmigen "Säcken", die Zisternen genannt werden. Letztere sind länglich, in der Mitte leicht abgeflacht und an den Rändern verbreitert. Der Komplex enthält auch runde Golgi-Bläschen – kleine Membranstrukturen. Die Zisternen sind in Stapeln, sogenannten Dictyosomen, "gestapelt". Der Golgi-Apparat enthält verschiedene Arten von "Säcken", der gesamte Komplex ist nach dem Grad der Entfernung vom Kern in einige Teile unterteilt. Es gibt drei davon: die cis-Abteilung (näher am Kern), die mittlere und die trans-Abteilung - die am weitesten vom Kern entfernte. Sie zeichnen sich durch eine andere Enzymzusammensetzung und damit die geleistete Arbeit aus. Es gibt eine Besonderheit in der Struktur von Dictyosomen: Sie sind polar, dh der kernnächste Abschnitt empfängt nur Blasen aus dem endoplasmatischen Retikulum. Der der Zellmembran zugewandte Teil des „Stapels“ bildet sich nur und gibt sie ab.

Golgi-Apparat: Funktionen

Die Hauptaufgaben sind die Sortierung von Proteinen, Lipiden, Schleimsekreten und deren Ausscheidung. Auch von der Zelle abgesonderte Nicht-Protein-Substanzen, Kohlenhydratkomponenten der äußeren Membran, passieren sie. Dabei ist der Golgi-Apparat keineswegs ein gleichgültiger Vermittler, der lediglich Stoffe „überträgt“, in ihm finden Aktivierungs- und Veränderungsprozesse („Reifung“) statt:

Stoffe sortieren, Proteine transportieren. Die Verteilung von Proteinsubstanzen erfolgt in drei Ströme: für die Zellmembran selbst, Export, lysosomale Enzyme. Neben Proteinen sind auch Fette im ersten Strom enthalten. Interessante Tatsache dass alle ausgeführten Stoffe in die Durchstechflaschen überführt werden. Aber für die Zellmembran bestimmte Proteine werden in die Membran des Transportvesikels eingebaut und bewegen sich auf diese Weise.
Isolierung aller in der Zelle produzierten Produkte. Der Golgi-Apparat „packt“ alle Produkte, sowohl Proteine als auch andere Naturprodukte, in sekretorische Vesikel. Alle Stoffe werden durch die komplexe Wechselwirkung dieser mit der Zellmembran nach außen abgegeben.
Synthese von Polysacchariden (Glykosaminoglykane und Bestandteile der Zellwandglykokalyx).
Sulfatierung, Glykosylierung von Fetten und Proteinen, teilweise Proteolyse der letzteren (notwendig, um sie von einer inaktiven Form in eine aktive zu überführen) - dies sind alle Prozesse der „Reifung“ von Proteinen, die für ihre zukünftige vollwertige Arbeit notwendig sind.

Abschließend

Nachdem wir uns überlegt haben, wie der Golgi-Komplex funktioniert und funktioniert, sind wir überzeugt, dass er der wichtigste und integrale Bestandteil jeder Zelle (insbesondere der sekretorischen) ist. Auch eine Zelle, die keine Stoffe für den Export herstellt, kann auf diese Organelle nicht verzichten, da von ihr die „Vollständigkeit“ abhängt Zellmembran und andere wichtige innere Lebensprozesse.

Die heute als bekannte Struktur Komplex oder Golgi-Apparat (AG) erstmals 1898 von dem italienischen Wissenschaftler Camillo Golgi . entdeckt

Die Struktur des Golgi-Komplexes konnte erst viel später mit einem Elektronenmikroskop im Detail untersucht werden.

AG ist ein Stapel abgeflachter "Tanks" mit verbreiterten Kanten. Ihnen ist ein System kleiner Einmembranblasen (Golgi-Blasen) zugeordnet. Jeder Stapel besteht normalerweise aus 4-6 "Zisternen", ist eine strukturelle und funktionelle Einheit des Golgi-Apparates und wird als Dictyosom bezeichnet. Die Anzahl der Dictyosomen in einer Zelle reicht von einem bis zu mehreren Hundert.

Der Golgi-Apparat befindet sich normalerweise in der Nähe des Zellkerns, in der Nähe des EPS (bei tierischen Zellen oft in der Nähe des Zellzentrums).

Golgi-Komplex

Links - in einem Käfig, unter anderen Organellen.

Rechts ist der Golgi-Komplex, von dem sich Membranvesikel trennen

Alle Substanzen synthetisiert auf EPS-Membranenübertragen auf Golgi-Komplex In Membranvesikel, die von der EPS abzweigen und dann mit dem Golgi-Komplex verschmelzen. Die ankommende organische Substanz aus EPS unterliegt weiteren biochemischen Umwandlungen, reichert sich an und wird in Membranvesikel und an die Stellen im Käfig geliefert, wo sie gebraucht werden. Sie sind an der Fertigstellung beteiligt Zellmembran oder nach außen abheben ( abgesondert) aus der Zelle.

Funktionen des Golgi-Apparats:

1 Beteiligung an der Akkumulation von Produkten, die im endoplasmatischen Retikulum synthetisiert werden, an ihrer chemischen Umlagerung und Reifung. In den Tanks des Golgi-Komplexes findet die Synthese von Polysacchariden statt, deren Komplexierung mit Proteinmolekülen.

2) Sekretorisch - die Bildung von fertigen sekretorischen Produkten, die durch Exozytose außerhalb der Zelle entfernt werden.

3) Erneuerung von Zellmembranen, einschließlich Bereichen des Plasmolemmas, sowie Ersatz von Plasmamembrandefekten im Prozess der Zellsekretionsaktivität.

4) Ort der Lysosomenbildung.

5) Stofftransport

Lysosomen

Das Lysosom wurde 1949 von C. de Duve ( Nobelpreis für 1974).

Lysosomen- Einmembran-Organellen. Sie sind kleine Blasen (Durchmesser von 0,2 bis 0,8 Mikrometer), die eine Reihe von hydrolytischen Enzymen - Hydrolasen - enthalten. Das Lysosom kann 20 bis 60 . enthalten verschiedene Typen hydrolytische Enzyme (Proteinasen, Nukleasen, Glucosidasen, Phosphatasen, Lipasen usw.), die verschiedene Biopolymere abbauen. Den Abbau von Stoffen mit Hilfe von Enzymen nennt man Lyse (Lyse-Zerfall).

Lysosomale Enzyme werden auf einem groben EPS synthetisiert, in den Golgi-Apparat überführt, wo sie modifiziert und in Membranvesikel verpackt werden, die nach der Trennung vom Golgi-Apparat zu eigentlichen Lysosomen werden. (Lysosomen werden manchmal als "Magen" der Zelle bezeichnet)

Lysosom - Membranvesikel mit hydrolytischen Enzymen

Funktionen von Lysosomen:

1. Abbau von aufgenommenen Substanzen durch Phagozytose und Pinozytose. Biopolymere werden zu Monomeren abgebaut, die in die Zelle gelangen und für deren Bedarf verwendet werden. Sie können zum Beispiel verwendet werden, um neue . zu synthetisieren organisches Material oder kann einem weiteren Abbau unterzogen werden, um Energie zu erzeugen.

2. Zerstören Sie alte, beschädigte, überschüssige Organellen. Die Zerstörung von Organellen kann auch während des Zellhungers auftreten.

3. Führen Sie eine Autolyse (Selbstzerstörung) von Zellen durch (Gewebeverflüssigung im Bereich der Entzündung, Zerstörung von Knorpelzellen bei der Bildung von Knochengewebe usw.).

Autolyse - Das Selbstzerstörung Zellen, die aus der Freisetzung von Inhalten resultieren Lysosomen innerhalb der Zelle. Aus diesem Grund werden Lysosomen scherzhaft genannt "Instrumente des Selbstmords." Autolyse ist ein normales Phänomen der Ontogenese, sie kann sich sowohl auf einzelne Zellen als auch auf das gesamte Gewebe oder Organ ausbreiten, wie es bei der Resorption des Kaulquappenschwanzes während der Metamorphose geschieht, dh wenn sich die Kaulquappe in einen Frosch verwandelt

Endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat und LysosomenForm ein einzelnes Vakuolensystem der Zelle, deren einzelne Elemente bei der Umstrukturierung und Funktionsänderung der Membranen ineinander übergehen können.

Mitochondrien

Struktur der Mitochondrien:
1 - äußere Membran;
2 - innere Membran; 3 - Matrix; 4 - Crista; 5 - Multienzymsystem; 6 - zirkuläre DNA.

In der Form können Mitochondrien stäbchenförmig, abgerundet, spiralförmig, schalenförmig, verzweigt sein. Die Länge der Mitochondrien reicht von 1,5 bis 10 Mikrometer, der Durchmesser beträgt 0,25 bis 1,00 Mikrometer. Die Zahl der Mitochondrien in einer Zelle kann mehrere Tausend erreichen und hängt von der Stoffwechselaktivität der Zelle ab.

Das Mitochondrium ist begrenzt zwei Membranen ... Die äußere Membran der Mitochondrien ist glatt, die innere Membran bildet zahlreiche Falten - krista. Kristalle vergrößern die Oberfläche der inneren Membran. Die Anzahl der Cristae in Mitochondrien kann je nach Energiebedarf der Zelle variieren. Auf der inneren Membran konzentrieren sich zahlreiche Enzymkomplexe, die an der Synthese von Adenosintriphosphat (ATP) beteiligt sind. Hier ist die Energie chemische Bindungen wandelt sich in energiereiche (energiereiche) ATP-Bindungen um ... Außerdem, in den Mitochondrien erfolgt der Abbau von Fettsäuren und Kohlenhydraten unter Freisetzung von Energie, die angesammelt und für Wachstums- und Syntheseprozesse genutzt wird Die innere Umgebung dieser Organellen heißt Matrix... Es enthält zirkuläre DNA und RNA, kleine Ribosomen. Interessant ist, dass Mitochondrien halbautonome Organellen sind, da sie auf die Funktion der Zelle angewiesen sind, gleichzeitig aber eine gewisse Unabhängigkeit bewahren können. So sind sie in der Lage, ihre eigenen Proteine und Enzyme zu synthetisieren und sich selbst zu vermehren (Mitochondrien enthalten ihre eigene DNA-Kette, die bis zu 2% der DNA der Zelle selbst enthält).

Mitochondriale Funktionen:

1. Umwandlung der Energie chemischer Bindungen in hochenergetische ATP-Bindungen (Mitochondrien sind die "Energiestationen" der Zelle).

2. Beteiligen Sie sich an den Prozessen der Zellatmung - Sauerstoffabbau organischer Substanzen.

Ribosomen

Ribosomenstruktur:
1 - große Untereinheit; 2 - kleine Untereinheit.

Ribosomen - Nicht-Membran-Organellen mit einem Durchmesser von etwa 20 nm. Ribosomen bestehen aus zwei Fragmenten - einer großen und einer kleinen Untereinheit. Chemische Zusammensetzung Ribosomen - Proteine und rRNA. RRNA-Moleküle machen 50–63 % der Ribosomenmasse aus und bilden ihr strukturelles Gerüst.

Bei der Proteinbiosynthese können Ribosomen einzeln "arbeiten" oder sich zu Komplexen verbinden - Polyribosomen (Polysomen)... In solchen Komplexen sind sie durch ein mRNA-Molekül miteinander verbunden.

Im Nukleolus werden Untereinheiten von Ribosomen gebildet. Nachdem sie die Poren in der Kernhülle passiert haben, dringen Ribosomen in die Membranen des endoplasmatischen Retikulums (EPS) ein.

Ribosomenfunktion: Aufbau der Polypeptidkette (Synthese von Proteinmolekülen aus Aminosäuren).

Zytoskelett

Zelluläres Zytoskelett wird gebildet Mikrotubuli und Mikrofilamente .

Mikrotubuli sind zylindrische Formationen mit einem Durchmesser von 24 nm. Ihre Länge beträgt 100 µm-1 mm. Der Hauptbestandteil ist ein Protein namens Tubulin. Es kann sich nicht zusammenziehen und kann durch Colchicin zerstört werden.

Mikrotubuli befinden sich im Hyaloplasma und führen Folgendes aus: Funktion:

· Schaffen Sie einen elastischen, aber gleichzeitig starken Rahmen der Zelle, der es ihr ermöglicht, ihre Form beizubehalten;

· Beteiligen Sie sich am Verteilungsprozess der Zellchromosomen (bilden Sie eine Teilungsspindel);

· sorgen für Bewegung der Organellen;

Mikrofilamente- Filamente, die sich unter der Plasmamembran befinden und aus dem Protein Aktin oder Myosin bestehen. Sie können sich zusammenziehen, was zu einer Bewegung des Zytoplasmas oder einem Vorstehen der Zellmembran führt. Außerdem sind diese Komponenten an der Bildung von Einschnürungen bei der Zellteilung beteiligt.

Zellzentrum

Das Zellzentrum ist ein Organoid bestehend aus 2 kleinen Körnerzentriolen und einer strahlenden Kugel um sie herum - der Zentrosphäre. Das Zentriol ist ein zylindrischer Körper mit einer Länge von 0,3 bis 0,5 Mikrometer und einem Durchmesser von etwa 0,15 Mikrometer. Die Wände des Zylinders bestehen aus 9 parallelen Rohren. Die Zentriolen sind paarweise rechtwinklig zueinander angeordnet. Die aktive Rolle des Zellzentrums findet sich bei der Zellteilung. Vor der Zellteilung divergieren Zentriolen zu entgegengesetzten Polen, und ein Tochterzentriol erscheint in der Nähe jedes von ihnen. Sie bilden eine Teilungsspindel, die zu einer gleichmäßigen Verteilung des Erbguts zwischen den Tochterzellen beiträgt.

Zentriolen gehören zu sich selbst reproduzierenden Organellen des Zytoplasmas, sie entstehen durch Duplikation bestehender Zentriolen.

Funktionen:

1. Gewährleistung einer gleichmäßigen Divergenz der Chromosomen zu den Polen der Zelle während der Mitose oder Meiose.

2. Zentrum für die Organisation des Zytoskeletts.

Bewegungsorganellen

Nicht in allen Zellen vorhanden

Zu den Bewegungsorganoiden gehören Zilien sowie Geißeln. Dies sind winzige haarähnliche Auswüchse. Das Flagellum enthält 20 Mikrotubuli. Seine Basis befindet sich im Zytoplasma und wird Basalkörper genannt. Die Länge des Flagellums beträgt 100 µm oder mehr. Flagellen, die nur 10-20 Mikrometer haben, werden genannt Zilien ... Wenn die Mikrotubuli gleiten, können die Zilien und Geißeln vibrieren, wodurch sich die Zelle selbst bewegt. Das Zytoplasma kann kontraktile Fibrillen enthalten, die Myofibrillen genannt werden. Myofibrillen befinden sich in der Regel in Myozyten - Zellen des Muskelgewebes sowie in den Zellen des Herzens. Sie bestehen aus kleineren Fasern (Protofibrillen).

Bei Tieren und Menschen Zilien sie decken die Atemwege ab und helfen, Feinstaub wie Staub loszuwerden. Darüber hinaus gibt es auch Pseudopodien, die für amöboide Bewegungen sorgen und Elemente vieler einzelliger und tierischer Zellen (zum Beispiel Leukozyten) sind.

Funktionen:

Spezifisch

Kern. Chromosomen

Kernel-Struktur und -Funktionen

In der Regel hat eine eukaryontische Zelle eine Ader, aber es gibt zweikernige (Ciliaten) und mehrkernige Zellen (opaline). Einige hochspezialisierte Zellen verlieren zum zweiten Mal ihren Kern (Erythrozyten von Säugetieren, Siebröhrchen von Angiospermen).

Die Form des Kerns ist kugelförmig, elliptisch, seltener gelappt, bohnenförmig usw. Der Durchmesser des Kerns beträgt normalerweise 3 bis 10 Mikrometer.

Kernstruktur:
1 - äußere Membran; 2 - innere Membran; 3 - Poren; 4 - Nukleolus; 5 - Heterochromatin; 6 - Euchromatin.

Kern vom Zytoplasma durch zwei Membranen (jede von ihnen hat eine typische Struktur) abgegrenzt. Zwischen den Membranen befindet sich ein schmaler Spalt, der mit einer halbflüssigen Substanz gefüllt ist. An manchen Stellen verschmelzen die Membranen miteinander und bilden Poren, durch die der Stoffaustausch zwischen Zellkern und Zytoplasma stattfindet. Die äußere Kernmembran von der dem Zytoplasma zugewandten Seite ist mit Ribosomen bedeckt, die ihr Rauhigkeit verleihen, die innere Membran ist glatt. Kernmembranen sind Teil des Zellmembransystems: die Auswüchse der äußeren Kernmembran sind mit den Kanälen des endoplasmatischen Retikulums verbunden und bilden ein einziges System von kommunizierenden Kanälen.

Karyoplasma (Kernsaft, Nukleoplasma)- der innere Inhalt des Kerns, in dem sich befinden Chromatin und ein oder mehrere Nukleolen... Die Zusammensetzung von Kernsaft umfasst verschiedene Proteine (einschließlich Kernenzyme)), freie Nukleotide.

Nukleolus ist ein runder, dichter Körper, der in Kernsaft getaucht ist. Die Anzahl der Nukleolen hängt vom Funktionszustand des Kerns ab und variiert von 1 bis 7 oder mehr. Nukleolen kommen nur in sich nicht teilenden Kernen vor, während der Mitose verschwinden sie... Der Nukleolus wird auf bestimmten Teilen der Chromosomen gebildet, die Informationen über die Struktur der rRNA tragen. Solche Regionen werden Nukleolenorganisator genannt und enthalten zahlreiche Kopien der Gene, die für rRNA kodieren. Ribosomen-Untereinheiten werden aus rRNA und Proteinen gebildet, die aus dem Zytoplasma stammen. Somit ist der Nukleolus eine Ansammlung von rRNA und ribosomalen Untereinheiten in verschiedenen Stadien ihrer Bildung.

Chromatin- interne Nukleoproteinstrukturen des Kerns, die mit einigen Farbstoffen gefärbt sind und sich in der Form vom Nukleolus unterscheiden. Chromatin liegt in Form von Klumpen, Körnchen und Fäden vor. Chemische Zusammensetzung von Chromatin: 1) DNA (30–45%), 2) Histonproteine (30–50%), 3) Nicht-Histonproteine (4–33%), daher Chromatin ist ein Desoxyribonukleoprotein-Komplex (DNP)... Je nach Funktionszustand des Chromatins gibt es: Heterochromatin und Euchromatin .

Euchromatin- genetisch aktives Heterochromatin - genetisch inaktive Bereiche des Chromatins. Euchromatin ist unter dem Lichtmikroskop nicht zu unterscheiden, schwach gefärbt und stellt dekondensierte (entspiralisierte, aufgedrehte) Chromatinbereiche dar. Heterochromatin unter dem Lichtmikroskop sieht es aus wie Klumpen oder Granulat, färbt sich intensiv und stellt verdichtete (spiralisierte, verdichtete) Chromatinbereiche dar. Chromatin ist eine Existenzform von genetischem Material in Interphase-Zellen. Bei der Zellteilung (Mitose, Meiose) wird Chromatin in Chromosomen umgewandelt.

Kernel-Funktionen:

1. Lagerung Erbinformationen und während der Teilung auf Tochterzellen übertragen.

2. Kontrolle des Prozesses der Proteinbiosynthese.

3. Regulierung der Zellteilung und Entwicklungsprozesse des Körpers.

4. Ort der Bildung von Ribosomen-Untereinheiten.

Chromosomen

Chromosomen sind zytologische stäbchenförmige Strukturen, die aus kondensiertem Chromatin bestehen und während der Mitose oder Meiose in der Zelle auftreten. Chromosomen und Chromatin - verschiedene Formen räumliche Organisation des Desoxyribonukleoproteinkomplexes entsprechend verschiedenen Phasen Lebenszyklus Zellen. Die chemische Zusammensetzung der Chromosomen entspricht der des Chromatins: 1) DNA (30–45%), 2) Histonproteine (30–50%), 3) Nicht-Histonproteine (4–33%).

Die Basis des Chromosoms ist ein kontinuierliches doppelsträngiges DNA-Molekül; die DNA-Länge eines Chromosoms kann bis zu mehreren Zentimetern betragen. Es ist klar, dass sich ein Molekül dieser Länge nicht in gestreckter Form in der Zelle befinden kann, sondern sich faltet und eine bestimmte dreidimensionale Struktur oder Konformation annimmt.

Derzeit angenommen Nukleosomenmodell Organisation des eukaryotischen Chromatins.

Bei der Umwandlung von Chromatin in Chromosomen entstehen Helices, Supercoils, Loops und Superloops. Daher wird der Prozess der Chromosomenbildung, der in der Prophase der Mitose oder Prophase 1 der Meiose stattfindet, besser nicht als Spiralisierung, sondern als Verdichtung der Chromosomen bezeichnet.

Chromosomen: 1 - metazentrisch; 2 - submetazentrisch; 3, 4 - akrozentrisch.

Chromosomenstruktur: 5 - Zentromer; 6 - sekundäre Einschnürung; 7 - Satellit; 8 - Chromatiden; 9 - Telomere.

Metaphase-Chromosom(Chromosomen werden in der Metaphase der Mitose untersucht) besteht aus zwei Chromatiden. Jedes Chromosom hat primäre Einschnürung (Zentromer)(5), die das Chromosom in die Schultern teilt. Einige Chromosomen haben sekundäre Einschnürung(6) und Satellit(7). Satellit ist ein Abschnitt eines kurzen Arms, der durch eine sekundäre Einschnürung getrennt ist. Chromosomen, die einen Satelliten haben, heißen Satellit(3). Die Enden der Chromosomen heißen Telomere(neun). Je nach Lage des Zentromers gibt es: a) metazentrisch(gleiche Schulter) (1), b) submetazentrisch(mäßig ungleich) (2), c) akrozentrisch(sehr ungleich) Chromosomen (3, 4).

Somatische Zellen enthalten diploide(doppelt - 2n) Chromosomensatz, Geschlechtszellen - haploide(Einzel - n). Der diploide Spulwurmsatz ist 2, Drosophila - 8, Schimpanse - 48, Krebse - 196. Chromosomen des diploiden Satzes sind in Paare unterteilt; Chromosomen eines Paares haben die gleiche Struktur, Größe, gleichen Gensatz und heißen homolog.

Chromosomenfunktionen: 1) Speicherung von Erbinformationen,

2) die Übertragung von genetischem Material von der Mutterzelle auf die Tochter.

Struktur

Der Golgi-Komplex ist ein Stapel scheibenförmiger Membransäcke (Zisternen), die näher an den Rändern etwas erweitert sind, und das damit verbundene Golgi-Bläschensystem. In Pflanzenzellen finden sich mehrere separate Stapel (Dictyosomen), tierische Zellen enthalten oft einen großen oder mehrere Stapel, die durch Röhren verbunden sind.

Stofftransport aus dem endoplasmatischen Retikulum

Der Golgi-Apparat ist asymmetrisch - Zisternen, die näher am Zellkern liegen ( cis-Golgi) enthalten die am wenigsten reifen Proteine, Membranvesikel, aus dem granulären endoplasmatischen Retikulum (EPR) hervorgehende Vesikel, auf deren Membranen Ribosomen Proteine synthetisieren, sind kontinuierlich an diese Zisternen gebunden. Der Transfer von Proteinen aus dem Endoplasmatischen Retikulum (EPS) in den Golgi-Apparat erfolgt wahllos, jedoch verbleiben unvollständig oder falsch gefaltete Proteine im EPS. Die Rückführung von Proteinen aus dem Golgi-Apparat zum EPS erfordert eine spezifische Signalsequenz (Lysin-Asparagin-Glutamin-Leucin) und erfolgt durch die Bindung dieser Proteine an Membranrezeptoren im cis-Golgi.

Proteinmodifikation im Golgi-Apparat

In den Tanks des Golgi-Apparats reifen Proteine, die zur Sekretion bestimmt sind, Transmembranproteine der Plasmamembran, Proteine von Lysosomen usw. Die reifenden Proteine bewegen sich nacheinander entlang der Zisternen der Organelle, in denen sie modifiziert werden - Glykosylierung und Phosphorylierung. Bei der O-Glykosylierung werden komplexe Zucker über das Sauerstoffatom an Proteine gebunden. Bei der Phosphorylierung wird der Phosphorsäurerest an die Proteine gebunden.

Verschiedene Zisternen des Golgi-Apparates enthalten verschiedene residente katalytische Enzyme und folglich laufen verschiedene Prozesse mit reifenden Proteinen in ihnen ab. Es ist klar, dass ein solcher schrittweiser Prozess irgendwie kontrolliert werden muss. Tatsächlich werden reifende Proteine mit speziellen Polysaccharidresten (hauptsächlich Mannose) "markiert", was offenbar die Rolle einer Art "Gütezeichen" spielt.

Es ist nicht vollständig geklärt, wie sich die reifenden Proteine entlang der Zisternen des Golgi-Apparats bewegen, während die residenten Proteine mehr oder weniger mit einer Zisterne verbunden bleiben. Es gibt zwei sich gegenseitig ausschließende Hypothesen, die diesen Mechanismus erklären. Gemäß dem ersten (1) werden Proteine über die gleichen Mechanismen des vesikulären Transports wie der Transportweg vom ER transportiert, und residente Proteine werden nicht in das knospende Vesikel eingeschlossen. Gemäß dem zweiten (2) gibt es eine kontinuierliche Bewegung (Reifung) der Tanks selbst, ihren Zusammenbau aus Vesikel an einem Ende und Zerlegung am anderen Ende der Organelle, und residente Proteine bewegen sich retrograd (in die entgegengesetzte Richtung) mit vesikulärer Transport.

Transport von Proteinen aus dem Golgi-Apparat

Am Ende von Trance-Golgi-Vesikel sind geknospt und enthalten voll ausgereifte Proteine. Die Hauptfunktion des Golgi-Apparates besteht darin, die durch ihn hindurchtretenden Proteine zu sortieren. Im Golgi-Apparat wird ein „Drei-Wege-Proteinfluss“ gebildet:

Reifung und Transport von Plasmamembranproteinen;
Reifung und Transport von Geheimnissen;
Reifung und Transport von Lysosomenenzymen.

Mit Hilfe des vesikulären Transports werden Proteine, die den Golgi-Apparat passiert haben, abhängig von den "Tags", die sie im Golgi-Apparat erhalten haben, "an die Adresse" geliefert. Auch die Mechanismen dieses Prozesses sind noch nicht vollständig verstanden. Es ist bekannt, dass der Transport von Proteinen aus dem Golgi-Apparat die Beteiligung spezifischer Membranrezeptoren erfordert, die die „Last“ erkennen und für ein selektives Andocken des Vesikels an das eine oder andere Organell sorgen.

Lysosomenbildung

Alle hydrolytischen Enzyme von Lysosomen passieren den Golgi-Apparat, wo sie als Teil ihres Oligosaccharids eine "Markierung" in Form eines spezifischen Zuckers - Mannose-6-Phosphat (M6P) - erhalten. Die Anbringung dieser Markierung erfolgt unter Beteiligung von zwei Enzymen. Das Enzym N-Acetylglucosamin-Phosphotransferase erkennt spezifisch lysosomale Hydrolasen anhand der Details ihrer Tertiärstruktur und bindet N-Acetylglucosaminphosphat an das sechste Atom mehrerer Mannose-Reste des Hydrolase-Oligosaccharids. Das zweite Enzym, Phosphoglycosidase, spaltet N-Acetylglucosamin ab, wodurch ein M6F-Tag entsteht. Dann wird diese Markierung vom M6F-Rezeptorprotein erkannt, mit dessen Hilfe die Hydrolasen in Vesikel verpackt und an die Lysosomen abgegeben werden. Dort wird in saurer Umgebung Phosphat von der reifen Hydrolase abgespalten. Wenn die N-Acetylglucosamin-Phosphotransferase aufgrund von Mutationen oder genetischen Defekten im M6F-Rezeptor gestört ist, werden alle lysosomalen Enzyme standardmäßig an die äußere Membran abgegeben und in die extrazelluläre Umgebung sezerniert. Es stellte sich heraus, dass normalerweise auch eine bestimmte Anzahl von M6F-Rezeptoren auf die gestörte Membran gelangt. Sie kehren versehentlich getroffen zurück Außenumgebung Enzyme von Lysosomen innerhalb der Zelle während der Endozytose.

Transport von Proteinen zur Außenmembran

In der Regel werden bereits bei der Synthese die Proteine der äußeren Membran mit ihren hydrophoben Abschnitten in die Membran des endoplasmatischen Retikulums eingebaut. Dann werden sie als Teil der Vesikelmembran an den Golgi-Apparat und von dort an die Zelloberfläche abgegeben. Wenn das Vesikel mit dem Plasmalemma verschmilzt, bleiben solche Proteine in ihrer Zusammensetzung und werden nicht an die äußere Umgebung abgegeben, wie die Proteine die sich in der Vesikelhöhle befanden.

Sekretion

Fast alle von der Zelle sezernierten Substanzen (sowohl Protein- als auch Nichtprotein-Natur) passieren den Golgi-Apparat und werden dort in sekretorische Vesikel verpackt. So wird in Pflanzen unter Beteiligung von Dictyosomen das Material der Zellwand sezerniert.

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Sehen Sie, was der "Golgi-Komplex" in anderen Wörterbüchern ist:

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GOLGI, GERÄT- Ein Komplex unregelmäßiger Strukturen, bestehend aus parallelen Membranen im Zytoplasma der Zelle. Es ist hauptsächlich eine Käfigverpackungsfabrik. Sekretorische Zellen bedecken ihr Produkt mit einer vom Golgi-Apparat produzierten Membran, nachdem sie sich nach außen bewegt haben ... ... Wörterbuch in der Psychologie

Golgi-Komplex (benannt nach K. Golgi), Zellorganellen, die an der Bildung von Produkten seiner lebenswichtigen Aktivität (verschiedene Geheimnisse, Kollagen, Glykogen, Lipide usw.) beteiligt sind, an der Synthese von Glykoproteinen. * * * GOLGI-GERÄT GOLGI-GERÄT ... ... enzyklopädisches Wörterbuch

Der Golgi-Apparat ist eine einmembranige, mikroskopische Organelle einer eukaryontischen Zelle, die die Prozesse der Zellsynthese vervollständigen und für den Abtransport der gebildeten Substanzen sorgt.

Die Erforschung der strukturellen Komponenten des Golgi-Komplexes begann bereits 1898 durch den italienischen Histologen Camillo Golgi, und die Organelle wurde nach ihm benannt. Erstmals fand die Untersuchung eines Organoids als Teil einer Nervenzelle statt.

Die Struktur des Golgi-Komplexes

Der Lamellenkomplex (Golgi-Apparat) besteht aus drei Teilen:

Cis-Tank- befindet sich in der Nähe des Kerns, interagiert ständig mit dem granulären endoplasmatischen Retikulum;
mittlerer Tank oder ein Zwischenteil;
trans Zisterne- vom Kern entfernt, gibt röhrenförmige Verästelungen ab und bildet ein trans-Golgi-Netzwerk.

Lamellenkomplex in Zellen unterschiedlicher Natur und sogar in verschiedenen Stadien der Differenzierung einer Zelle hat es manchmal Unterscheidungsmerkmale im Gebäude.

Charakteristische Merkmale des Golgi-Apparats

Es sieht aus wie ein Stapel, der aus drei bis acht Tanks besteht, etwa 25 nm dick, sie sind im mittleren Teil abgeflacht und dehnen sich zur Peripherie hin aus, ähnlich einem Stapel umgekehrter Platten. Die Oberflächen der Tanks grenzen sehr dicht aneinander. Aus dem peripheren Teil knospen kleine Membranbläschen ab.

Menschliche Zellen haben einen, selten ein paar Stapel, und Pflanzenzellen können mehrere solcher Formationen enthalten. Die Ansammlung von Zisternen (ein Stapel) zusammen mit den umgebenden Vesikeln wird als Dictyosom bezeichnet. Mehrere Dictyosomen können miteinander kommunizieren, um ein Netzwerk zu bilden.

Polarität- das Vorhandensein der cis-Seite, die auf die EPS und den Kern gerichtet ist, wo die Vesikel verschmelzen, und die trans-Seite, die auf die Zellmembran gerichtet ist (diese Eigenschaft wird in den Zellen der sezernierenden Organe gut verfolgt).

Asymmetrie- die näher am Zellkern liegende Seite (proximaler Pol) enthält "unreife" Proteine, vom EPS abgelöste Vesikel sind ständig daran angeheftet, die trans-Seite (distaler, reifer Pol) enthält bereits modifizierte Proteine.

Wenn der Lamellenkomplex durch Fremdkörper zerstört wird, wird der Golgi-Apparat in einzelne Teile geteilt, aber seine Hauptfunktionen bleiben erhalten. Nach der Wiederaufnahme des Systems von Mikrotubuli, die chaotisch im Zytoplasma verstreut waren, werden Teile des Apparats gesammelt und verwandeln sich wieder in einen normal funktionierenden Lamellenkomplex. Eine physiologische Trennung tritt auch unter normalen Bedingungen des Zelllebens während der indirekten Teilung auf.

EPS- und Golgi-Komplex

Ist EPS ein Teil des Golgi-Komplexes?

Definitiv nicht. Das endoplasmatische Retikulum ist eine unabhängige Membranorganelle, die aus einem System geschlossener Tubuli, Zisternen, aufgebaut ist, die von einer durchgehenden Membran gebildet werden. Die Hauptfunktion ist die Synthese von Proteinen unter Verwendung von Ribosomen, die sich auf der Oberfläche des granulären EPS befinden.

Es gibt eine Reihe von Ähnlichkeiten zwischen EPS und dem Golgi-Apparat:

Dies sind intrazelluläre Formationen, die durch eine Membran vom Zytoplasma abgegrenzt sind;
separate Membranvesikel, die mit organischen Syntheseprodukten gefüllt sind;
bilden zusammen ein einziges Synthesesystem;
in sezernierenden Zellen haben die größte Größe und hohes Niveau Entwicklung.

Wie bilden sich die Wände des endoplasmatischen Retikulums und des Golgi-Komplexes?

Die Wände des EPS und des Golgi-Apparates werden in Form einer einschichtigen Membran präsentiert. Diese Organellen werden zusammen mit Lysosomen, Peroxisomen und Mitochondrien zu einer Gruppe von Membranorganellen zusammengefasst.

Was passiert im Golgi-Komplex mit Hormonen und Enzymen?

Das endoplasmatische Retikulum ist für die Hormonsynthese verantwortlich, auf der Oberfläche seiner Membran werden hormonelle Substanzen produziert. Synthetisierte Hormone gelangen in den Golgi-Komplex, hier sammeln sie sich an, werden dann verarbeitet und ausgeschieden. Daher finden sich in den Zellen endokriner Organe große Komplexe (bis zu 10 Mikrometer).

Funktionen des Golgi-Komplexes

Proteolyse Proteinsubstanzen, die zur Aktivierung von Proteinen führt, so wird Proinsulin in Insulin umgewandelt.

Bietet den Transport von EPS-Syntheseprodukten aus der Zelle.

Als wichtigste Funktion des Golgi-Komplexes gilt die Ausscheidung von Syntheseprodukten aus der Zelle, daher wird er auch als Transportapparat der Zelle bezeichnet.

Synthese von Polysacchariden, wie Pektin, Hemicellulose, die Teil der Membranen von Pflanzenzellen sind, die Bildung von Glykosaminoglykanen, einem der Bestandteile der Interzellularflüssigkeit.

In den Tanks des Plattenkomplexes geht Reifung von Eiweißstoffen notwendig für die Sekretion, Transmembranproteine der Zellmembran, lysosomale Enzyme usw. Während der Reifung bewegen sich Proteine nach und nach durch die Teile des Organoids, in denen ihre Bildung abgeschlossen ist und Glykosylierung und Phosphorylierung stattfinden.

Bildung von Lipoproteinsubstanzen. Synthese und Ansammlung von Schleimstoffen (Mucin). Bildung von Glykolipiden, die Teil der Membranglykokalyx sind.

Es überträgt Proteine in drei Richtungen: zu Lysosomen (die Übertragung wird durch ein Enzym - Mannose-6-Phosphat gesteuert), zu Membranen oder der intrazellulären Umgebung und zum Interzellularraum.

Zusammen mit körnigem EPS bildet Lysosomen, durch Fusion knospender Vesikel mit autolytischen Enzymen.

Exozytärer Transfer- Das Vesikel, das sich der Membran nähert, ist darin eingebettet und hinterlässt seinen Inhalt an der Außenseite der Zelle.

Übersichtstabelle der Funktionen des Golgi-Komplexes

Struktureinheit	Funktionen
Cis-Tank	Einfangen von Proteinen, die durch EPS synthetisiert werden, Membranlipide
Mittlere Zisternen	Posttranslationale Modifikationen im Zusammenhang mit der Übertragung von Acetylglucosamin.
Trans-Zisterne	Die Glykosylierung ist abgeschlossen, die Zugabe von Galactose und Sialinsäure ist abgeschlossen und Substanzen werden für den weiteren Transport aus der Zelle sortiert.
Blasen	Sie sind für den Transport von Lipiden und Proteinen in den Golgi-Apparat und zwischen Zisternen sowie für die Ausscheidung von Syntheseprodukten verantwortlich.

Organellen- konstante, notwendigerweise vorhandene Komponenten der Zelle, die bestimmte Funktionen erfüllen.

Endoplasmatisches Retikulum

Endoplasmatisches Retikulum (EPS), oder endoplasmatisches Retikulum(EPR), Ist ein Einmembran-Organoid. Es ist ein System von Membranen, die "Zisternen" und Kanäle bilden, die miteinander verbunden sind und einen einzigen Innenraum begrenzen - den EPS-Hohlraum. Die Membranen sind einerseits mit der Zytoplasmamembran, andererseits mit der äußeren Kernmembran verbunden. Es gibt zwei Arten von EPS: 1) rau (körnig), die Ribosomen auf ihrer Oberfläche enthalten, und 2) glatt (körnig), deren Membranen keine Ribosomen tragen.

Funktionen: 1) Stofftransport von einem Zellteil zum anderen, 2) Aufteilung des Zellzytoplasmas in Kompartimente ("Kompartimente"), 3) Synthese von Kohlenhydraten und Lipiden (glattes EPS), 4) Proteinsynthese (raues EPS), 5) der Ort der Bildung des Golgi-Apparats ...

Oder Golgi-Komplex, Ist ein Einmembran-Organoid. Es ist ein Stapel abgeflachter "Tanks" mit verbreiterten Kanten. Ihnen ist ein System kleiner Einmembranblasen (Golgi-Blasen) zugeordnet. Jeder Stapel besteht normalerweise aus 4-6 "Zisternen", ist eine strukturelle und funktionelle Einheit des Golgi-Apparates und wird als Dictyosom bezeichnet. Die Anzahl der Dictyosomen in einer Zelle reicht von einem bis zu mehreren Hundert. In Pflanzenzellen werden Dictyosomen isoliert.

Der Golgi-Apparat befindet sich normalerweise in der Nähe des Zellkerns (bei tierischen Zellen oft in der Nähe des Zellzentrums).

Funktionen des Golgi-Apparats: 1) Akkumulation von Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten, 2) Modifizierung von einströmenden organischen Substanzen, 3) "Verpacken" von Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten in Membranvesikel, 4) Sekretion von Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten, 5) Synthese von Kohlenhydraten und Lipiden, 6) Ort der Bildung von Lysosomen. Die sekretorische Funktion ist die wichtigste, daher ist der Golgi-Apparat in sekretorischen Zellen gut entwickelt.

Lysosomen

Lysosomen- Einmembran-Organellen. Sie sind kleine Bläschen (Durchmesser von 0,2 bis 0,8 Mikrometer), die eine Reihe von hydrolytischen Enzymen enthalten. Enzyme werden auf einem groben EPS synthetisiert, in den Golgi-Apparat überführt, dort modifiziert und in Membranvesikel verpackt, die nach Abtrennung vom Golgi-Apparat zu eigentlichen Lysosomen werden. Das Lysosom kann 20 bis 60 verschiedene Arten von hydrolytischen Enzymen enthalten. Den Abbau von Stoffen mit Hilfe von Enzymen nennt man Lyse.

Unterscheiden: 1) primäre Lysosomen, 2) sekundäre Lysosomen... Es werden primäre Lysosomen genannt, die vom Golgi-Apparat abgelöst sind. Primäre Lysosomen sind ein Faktor, der für die Exozytose von Enzymen aus der Zelle sorgt.

Es werden sekundäre Lysosomen genannt, die als Ergebnis der Fusion von primären Lysosomen mit endozytischen Vakuolen gebildet werden. In diesem Fall verdauen sie die Substanzen, die durch Phagozytose oder Pinozytose in die Zelle gelangt sind, sodass sie als Verdauungsvakuolen bezeichnet werden können.

Autophagie- der Prozess der Zerstörung von Strukturen, die für die Zelle unnötig sind. Zuerst wird die zu zerstörende Struktur von einer einzigen Membran umgeben, dann verschmilzt die gebildete Membrankapsel mit dem primären Lysosom, wodurch auch ein sekundäres Lysosom (autophagische Vakuole) gebildet wird, in dem diese Struktur verdaut wird. Die Verdauungsprodukte werden vom Zytoplasma der Zelle aufgenommen, aber ein Teil des Materials bleibt unverdaut. Das sekundäre Lysosom, das dieses unverdaute Material enthält, wird als Restkörper bezeichnet. Unverdaute Partikel werden durch Exocytose aus der Zelle entfernt.

Autolyse- Selbstzerstörung der Zelle, die aus der Freisetzung des Inhalts der Lysosomen resultiert. Normalerweise findet die Autolyse während der Metamorphosen (Verschwinden des Schwanzes bei einer Froschkaulquappe), der Rückbildung der Gebärmutter nach der Geburt, in Gewebsnekrosenherden statt.

Funktionen von Lysosomen: 1) intrazelluläre Verdauung organischer Substanzen, 2) Zerstörung unnötiger zellulärer und nicht-zellulärer Strukturen, 3) Teilnahme an den Prozessen der Zellreorganisation.

Vakuolen

Vakuolen- Einmembran-Organellen, sind "Behälter" gefüllt wässrige Lösungen Bio und anorganische Stoffe... Die EPS und der Golgi-Apparat sind an der Bildung von Vakuolen beteiligt. Junge Pflanzenzellen enthalten viele kleine Vakuolen, die dann, wenn die Zellen wachsen und sich differenzieren, miteinander verschmelzen und eine große bilden zentrale Vakuole... Die zentrale Vakuole kann bis zu 95 % des Volumens einer reifen Zelle einnehmen, während der Zellkern und die Organellen an die Zellmembran zurückgeschoben werden. Die Membran, die die Pflanzenvakuole begrenzt, wird Tonoplast genannt. Die Flüssigkeit, die die Pflanzenvakuole füllt, heißt Zellflüssigkeit... Der Zellsaft enthält wasserlösliche organische und anorganische Salze, Monosaccharide, Disaccharide, Aminosäuren, endgültige oder toxische Stoffwechselprodukte (Glykoside, Alkaloide), einige Pigmente (Anthocyane).

In tierischen Zellen gibt es kleine Verdauungs- und autophagische Vakuolen, die zur Gruppe der sekundären Lysosomen gehören und hydrolytische Enzyme enthalten. Bei einzelligen Tieren gibt es auch kontraktile Vakuolen, die die Funktion der Osmoregulation und Ausscheidung übernehmen.

Vakuolenfunktionen: 1) Ansammlung und Speicherung von Wasser, 2) Regulierung des Wasser-Salz-Stoffwechsels, 3) Aufrechterhaltung des Turgordrucks, 4) Ansammlung von wasserlöslichen Metaboliten, Ersatz Nährstoffe, 5) Färben von Blüten und Früchten und damit Anlocken von Bestäubern und Samenverteilern, 6) siehe die Funktionen von Lysosomen.

Endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat, Lysosomen und Vakuolen bilden sich einzelnes vakuoläres Netzwerk der Zelle, deren einzelne Elemente ineinander übergehen können.

Mitochondrien

1 - äußere Membran;
2 - innere Membran; 3 - Matrix; 4 - Crista; 5 - Multienzymsystem; 6 - zirkuläre DNA.

Form, Größe und Anzahl der Mitochondrien sind extrem variabel. In der Form können Mitochondrien stäbchenförmig, abgerundet, spiralförmig, schalenförmig, verzweigt sein. Die Länge der Mitochondrien reicht von 1,5 bis 10 Mikrometer, der Durchmesser beträgt 0,25 bis 1,00 Mikrometer. Die Zahl der Mitochondrien in einer Zelle kann mehrere Tausend erreichen und hängt von der Stoffwechselaktivität der Zelle ab.

Das Mitochondrium wird von zwei Membranen begrenzt. Die äußere Membran der Mitochondrien (1) ist glatt, die innere Membran (2) bildet zahlreiche Falten - crista(4). Kristalle vergrößern die Oberfläche der inneren Membran, auf der sich Multienzymsysteme (5) befinden, die an der Synthese von ATP-Molekülen beteiligt sind. Der Innenraum der Mitochondrien ist mit einer Matrix ausgefüllt (3). Die Matrix enthält zirkuläre DNA (6), spezifische mRNA, Ribosomen des prokaryotischen Typs (70S-Typ), Enzyme des Krebs-Zyklus.

Mitochondriale DNA ist nicht an Proteine gebunden („naked“), hängt an der inneren Mitochondrienmembran und trägt Informationen über die Struktur von etwa 30 Proteinen. Für den Aufbau von Mitochondrien sind viel mehr Proteine erforderlich, sodass Informationen über die meisten mitochondrialen Proteine in der nuklearen DNA enthalten sind und diese Proteine im Zytoplasma der Zelle synthetisiert werden. Mitochondrien können sich autonom vermehren, indem sie sich in zwei Teile teilen. Zwischen der äußeren und inneren Membran befindet sich Protonenreservoir wobei H + akkumuliert.

Mitochondriale Funktionen: 1) ATP-Synthese, 2) Sauerstoffzersetzung organischer Substanzen.

Nach einer der Hypothesen (der Symbiogenese-Theorie) entwickelten sich Mitochondrien aus alten freilebenden aeroben prokaryotischen Organismen, die, nachdem sie versehentlich in die Wirtszelle eingetreten waren, mit dieser einen für beide Seiten vorteilhaften symbiotischen Komplex bildeten. Diese Hypothese wird durch die folgenden Daten gestützt. Erstens hat die mitochondriale DNA die gleichen strukturellen Merkmale wie die DNA moderner Bakterien (in einem Ring geschlossen, nicht mit Proteinen verbunden). Zweitens gehören die mitochondrialen Ribosomen und Ribosomen von Bakterien zum gleichen Typ - dem 70S-Typ. Drittens ähnelt der mitochondriale Teilungsmechanismus dem von Bakterien. Viertens wird die Synthese von mitochondrialen und bakteriellen Proteinen durch dieselben Antibiotika gehemmt.

Plastiden

1 - äußere Membran; 2 - innere Membran; 3 - Stroma; 4 - Thylakoid; 5 - Getreide; 6 - Lamellen; 7 - Stärkekörner; 8 - Lipidtropfen.

Plastiden sind nur für Pflanzenzellen charakteristisch. Unterscheiden drei Haupttypen von Plastiden: Leukoplasten - farblose Plastiden in den Zellen unbemalter Pflanzenteile, Chromoplasten - farbige Plastiden, meist gelb, rot und orange, Chloroplasten - grüne Plastiden.

Chloroplasten. In den Zellen höherer Pflanzen haben Chloroplasten die Form einer bikonvexen Linse. Die Länge der Chloroplasten beträgt 5 bis 10 Mikrometer, der Durchmesser beträgt 2 bis 4 Mikrometer. Chloroplasten werden durch zwei Membranen begrenzt. Die Außenmembran (1) ist glatt, die Innenmembran (2) weist eine komplexe Faltstruktur auf. Die kleinste Falte heißt Thylakoid(4). Eine Gruppe von Thylakoiden, die wie ein Stapel von Münzen gestapelt sind, nennt man Getreide(fünf). Der Chloroplast enthält durchschnittlich 40-60 Körner, versetzt. Die Körner sind durch abgeflachte Kanäle miteinander verbunden - Lamellen(6). In die Thylakoidmembranen sind photosynthetische Pigmente und Enzyme eingebaut, die die Synthese von ATP sicherstellen. Das wichtigste photosynthetische Pigment ist Chlorophyll, das die grüne Farbe von Chloroplasten bestimmt.

Der Innenraum von Chloroplasten ist gefüllt stroma(3). Das Stroma enthält zirkuläre „nackte“ DNA, Ribosomen vom 70S-Typ, Enzyme des Calvin-Zyklus und Stärkekörner (7). In jedem Thylakoid befindet sich ein Protonenreservoir, und H + reichert sich an. Chloroplasten sind wie Mitochondrien in der Lage, sich autonom zu vermehren, indem sie sich in zwei Teile teilen. Sie kommen in den Zellen der grünen Pflanzenteile höherer Pflanzen vor, insbesondere in den Chloroplasten in den Blättern und grünen Früchten. Chloroplasten untere Pflanzen Chromatophoren genannt.

Chloroplastenfunktion: Photosynthese. Es wird angenommen, dass sich Chloroplasten aus alten endosymbiotischen Cyanobakterien entwickelt haben (Symbiogenese-Theorie). Grundlage für diese Annahme ist die Ähnlichkeit von Chloroplasten und modernen Bakterien in einer Reihe von Merkmalen (zirkuläre, „nackte“ DNA, 70S-Typ-Ribosomen, Reproduktionsmethode).

Leukoplasten. Die Form variiert (kugelförmig, abgerundet, schalenförmig usw.). Leukoplasten werden durch zwei Membranen begrenzt. Die äußere Membran ist glatt, die innere Membran bildet wenige Thylakoide. Das Stroma enthält zirkuläre „nackte“ DNA, Ribosomen vom 70S-Typ, Enzyme für die Synthese und Hydrolyse von Reservenährstoffen. Es gibt keine Pigmente. Zellen unterirdischer Pflanzenorgane (Wurzeln, Knollen, Rhizome etc.) weisen besonders viele Leukoplasten auf. Leukoplast-Funktion: Synthese, Akkumulation und Speicherung von Reservenährstoffen. Amyloplasten- Leukoplasten, die Stärke synthetisieren und akkumulieren, Elioplasten- Öle, Proteinoplasten- Proteine. Im selben Leukoplasten können sich verschiedene Stoffe anreichern.

Chromoplasten. Begrenzt durch zwei Membranen. Die äußere Membran ist glatt, die innere Membran ist ebenfalls glatt oder bildet einzelne Thylakoide. Das Stroma enthält zirkuläre DNA und Pigmente - Carotinoide, die Chromoplasten eine gelbe, rote oder orange Farbe verleihen. Die Form der Ansammlung von Pigmenten ist unterschiedlich: in Form von Kristallen, gelöst in Lipidtropfen (8) usw. Enthalten in den Zellen von reifen Früchten, Blütenblättern, Herbstblättern, selten Wurzelfrüchten. Chromoplasten gelten als die letzte Stufe der Plastidenentwicklung.

Chromoplast-Funktion: Blumen und Früchte färben und so Bestäuber und Samenverteiler anlocken.

Alle Arten von Plastiden können aus Proplastiden gebildet werden. Proplastiden- kleine Organellen, die in meristematischen Geweben enthalten sind. Da Plastiden einen gemeinsamen Ursprung haben, sind gegenseitige Umwandlungen zwischen ihnen möglich. Leukoplasten können zu Chloroplasten werden (Ergrünung von Kartoffelknollen im Licht), Chloroplasten - zu Chromoplasten (Gelbfärbung der Blätter und Rötung der Früchte). Die Umwandlung von Chromoplasten in Leukoplasten oder Chloroplasten gilt als unmöglich.

Ribosomen

1 - große Untereinheit; 2 - kleine Untereinheit.

Ribosomen- Nicht-Membran-Organellen mit einem Durchmesser von etwa 20 nm. Ribosomen bestehen aus zwei Untereinheiten - großen und kleinen, in die sie dissoziieren können. Die chemische Zusammensetzung von Ribosomen besteht aus Proteinen und rRNA. RRNA-Moleküle machen 50-63% der Masse des Ribosoms aus und bilden sein strukturelles Gerüst. Es gibt zwei Arten von Ribosomen: 1) eukaryontisch (mit den Sedimentationskonstanten des gesamten Ribosoms - 80S, kleine Untereinheit - 40S, große - 60S) und 2) prokaryotisch (bzw. 70S, 30S, 50S).

Die Ribosomen vom eukaryontischen Typ umfassen 4 rRNA-Moleküle und etwa 100 Proteinmoleküle, die vom prokaryontischen Typ - 3 rRNA-Moleküle und etwa 55 Proteinmoleküle. Bei der Proteinbiosynthese können Ribosomen einzeln "arbeiten" oder sich zu Komplexen verbinden - Polyribosomen (Polysomen)... In solchen Komplexen sind sie durch ein mRNA-Molekül miteinander verbunden. Prokaryontische Zellen haben nur Ribosomen vom 70S-Typ. Eukaryotische Zellen haben Ribosomen sowohl vom 80S-Typ (raue Membranen von EPS, Zytoplasma) als auch vom 70S-Typ (Mitochondrien, Chloroplasten).

Im Nukleolus werden die Untereinheiten des eukaryotischen Ribosoms gebildet. Die Vereinigung von Untereinheiten zu einem ganzen Ribosom erfolgt im Zytoplasma, normalerweise während der Proteinbiosynthese.

Ribosomenfunktion: Aufbau der Polypeptidkette (Proteinsynthese).

Zytoskelett

Zytoskelett von Mikrotubuli und Mikrofilamenten gebildet. Mikrotubuli sind zylindrische unverzweigte Strukturen. Die Länge der Mikrotubuli reicht von 100 µm bis 1 mm, der Durchmesser beträgt ca. 24 nm und die Wandstärke beträgt 5 nm. Die wichtigste chemische Komponente ist das Tubulinprotein. Mikrotubuli werden durch Colchicin zerstört. Mikrofilamente - Filamente mit einem Durchmesser von 5-7 nm bestehen aus Aktinprotein. Mikrotubuli und Mikrofilamente bilden im Zytoplasma komplexe Gewebe. Zytoskelettfunktionen: 1) Bestimmung der Zellform, 2) Unterstützung von Organellen, 3) Bildung der Teilungsspindel, 4) Beteiligung an Zellbewegungen, 5) Organisation des zytoplasmatischen Flusses.

Enthält zwei Zentriolen und eine Zentrosphäre. Centriole ist ein Zylinder, dessen Wand aus neun Gruppen von drei verschmolzenen Mikrotubuli (9 Tripletts) besteht, die in bestimmten Abständen durch Vernetzung miteinander verbunden sind. Die Zentriolen sind gepaart, wo sie im rechten Winkel zueinander stehen. Vor der Zellteilung divergieren Zentriolen zu entgegengesetzten Polen, und ein Tochterzentriol erscheint in der Nähe jedes von ihnen. Sie bilden eine Teilungsspindel, die zu einer gleichmäßigen Verteilung des Erbguts zwischen den Tochterzellen beiträgt. In den Zellen höherer Pflanzen (Gymnospermen, Angiospermen) besitzt das Zellzentrum keine Zentriolen. Zentriolen gehören zu sich selbst reproduzierenden Organellen des Zytoplasmas, sie entstehen durch Duplikation bestehender Zentriolen. Funktionen: 1) Sicherstellung der Divergenz der Chromosomen zu den Polen der Zelle während der Mitose oder Meiose, 2) das Organisationszentrum des Zytoskeletts.

Bewegungsorganellen

Nicht in allen Zellen vorhanden. Zu den Bewegungsorganellen gehören Zilien (Ciliaten, Epithel der Atemwege), Flagellen (Flagellaten, Spermien), Pseudopoden (Rhizopoden, Leukozyten), Myofibrillen (Muskelzellen) usw.

Flagellen und Zilien- filamentöse Organellen, stellen ein Axonem dar, das von einer Membran begrenzt wird. Axonem - zylindrische Struktur; die Wand des Zylinders wird von neun Mikrotubuli-Paaren gebildet, in der Mitte befinden sich zwei einzelne Mikrotubuli. An der Basis des Axonems befinden sich die Basalkörper, dargestellt durch zwei senkrecht zueinander stehende Zentriolen (jeder Basalkörper besteht aus neun Tripletts von Mikrotubuli, in seiner Mitte befinden sich keine Mikrotubuli). Die Länge des Flagellums erreicht 150 Mikrometer, die Flimmerhärchen sind um ein Vielfaches kürzer.

Myofibrillen bestehen aus Aktin- und Myosin-Myofilamenten, die für die Kontraktion der Muskelzellen sorgen.

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