Ćelijske inkluzije: struktura i funkcije, medicinski i biološki značaj. ćelijske organele

Citoplazma- obavezni dio ćelije, zatvoren između plazma membrane i jezgra i predstavlja složen heterogeni strukturni kompleks ćelije, koji se sastoji od:

© hijaloplazma- glavna supstanca citoplazme;

© organele- trajne komponente citoplazme;

© inkluzije- privremene komponente citoplazme.

Hemijski sastav citoplazme je raznolik. Njegova osnova je voda (60-90% ukupne mase citoplazme). Citoplazma je bogata proteinima (10-20%, ponekad i do 70% ili više od suhe težine), koji čine njenu osnovu. Osim proteina, citoplazma može uključivati ​​masti i tvari slične mastima (2-3%), različita organska i neorganska jedinjenja (po 1,5%). Citoplazma je alkalna

Jedna od karakterističnih karakteristika citoplazme je stalno kretanje ( cikloza). Otkriva se prvenstveno kretanjem ćelijskih organela, kao što su hloroplasti. Ako se kretanje citoplazme zaustavi, stanica umire, jer samo u stalnom kretanju može obavljati svoje funkcije.

Glavna supstanca citoplazme je hijaloplazma(osnovna plazma, citoplazmatski matriks) je bezbojna, sluzava, gusta i prozirna koloidna otopina. U njemu se odvijaju svi metabolički procesi, osigurava međusobnu povezanost jezgra i svih organela. Tečni dio hijaloplazme je pravi rastvor jona i malih molekula, u kojem su veliki molekuli proteina i RNK u suspenziji. Ovisno o prevlasti tekućeg dijela ili velikih molekula u hijaloplazmi, razlikuju se dva oblika hijaloplazme:

© sol - tečnija hijaloplazma;

© gel - gušća hijaloplazma.

Mogući su međusobni prijelazi između njih: gel se lako pretvara u sol i obrnuto.

Organelles (organele) - trajne ćelijske strukture koje osiguravaju obavljanje specifičnih funkcija ćelije. Svaka organela ima specifičnu strukturu i obavlja određene funkcije. U zavisnosti od karakteristika konstrukcije, razlikuju se:

¨ membranske organele - imaju membransku strukturu, a mogu biti:

¨ jednomembranski (endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, lizozomi, vakuole biljnih ćelija);

¨ dvomembranski (mitohondriji, plastidi);

¨ nemembranske organele - nemaju membransku strukturu (hromozomi, ribozomi, ćelijski centar i centriole, cilije i flagele sa bazalnim tijelima, mikrotubule, mikrofilamenti).

Postoje organele karakteristične za sve ćelije - mitohondrije, ćelijski centar, Golgijev aparat, ribozomi, endoplazmatski retikulum, lizozomi. Oni se nazivaju organele od opšteg značaja. Postoje organele koje su karakteristične samo za određene tipove ćelija, specijalizovane za obavljanje određene funkcije (na primer, miofibrili, koji obezbeđuju kontrakciju mišićnih vlakana). Oni se nazivaju posebne organele.

Jednomembranski organoid, koji je sistem membrana koje formiraju rezervoare i kanale, međusobno povezane i ograničavajući jednu unutrašnji prostor - EPR šupljina. S jedne strane, membrane su povezane s vanjskom citoplazmatskom membranom, s druge strane, s vanjskom ljuskom nuklearne membrane. EPR svoj najveći razvoj postiže u ćelijama sa intenzivnim metabolizmom. U prosjeku je od 30 do 50% ukupnog volumena ćelije.

Postoje tri vrste EPR-a:

© grubo, koji na svojoj površini sadrži ribozome i predstavlja kolekciju spljoštenih vrećica;

© glatko, čije membrane ne nose ribozome, po strukturi je bliža tubularnoj;

© str srednji- dijelom glatka, dijelom hrapava; većinu EPR ćelija predstavlja ova vrsta.

EPR funkcije:

© dijeli citoplazmu ćelije na izolirane odjeljke ( pretinci), čime se obezbjeđuje prostorno razgraničenje jedne od druge mnogih paralelnih reakcija;

© sadrži multi-enzimske sisteme koji obezbeđuju korak po korak tok biosintetskih procesa;

© vrši sintezu i razgradnju ugljikohidrata i lipida (glatki EPR);

© Omogućava sintezu proteina (grubi EPR);

© se akumulira u kanalima i šupljinama, a zatim transportuje proizvode biosinteze do ćelijskih organela;

© služi kao mjesto za formiranje rezervoara Golgijevog aparata (srednji EPR).

Lamelarni kompleks, Golgijev kompleks (sl. 284). Jednomembranska organela koja se obično nalazi u blizini jezgra ćelije (u životinjskim ćelijama, često u blizini ćelijskog centra). Predstavlja hrpu spljoštenih cisterne sa proširenim rubovima, što je povezano sa sistemom malih jednomembranskih vezikula (Golgi vezikule). Svaki snop obično se sastoji od 4-6 rezervoara. Broj Golgijevih stekova u ćeliji kreće se od jedne do nekoliko stotina.

Golgijeve vezikule su uglavnom koncentrisane na strani koja je uz ER i duž periferije stekova. Vjeruje se da prenose proteine ​​i lipide u Golgijev aparat, čiji se molekuli, krećući se iz spremnika u spremnik, podvrgavaju kemijskoj modifikaciji. Najvažnija funkcija Golgijevog kompleksa je uklanjanje različitih tajni (enzima, hormona) iz ćelije, stoga je dobro razvijen u sekretornim ćelijama. Golgijev aparat ima dvije različite strane:

© u nastajanju povezan s EPR-om, jer odatle ulaze male vezikule koje prenose proteine ​​i lipide u Golgijev aparat;

© zrelo, formirajući tubularni retikulum (mrežu), iz kojeg neprestano pupaju vezikule, prenoseći proteine ​​i lipide u različite odjeljke ćelije ili izvan nje.

Spoljašnji dio Golgijevog aparata se konstantno troši kao rezultat vezivanja mjehurića, a unutrašnji dio se postepeno formira zbog aktivnosti EPR-a.

Funkcije Golgijevog aparata:

© transport i hemijska modifikacija supstanci koje ulaze u njega;

© sinteza složenih ugljikohidrata iz jednostavnih šećera;

© formiranje lizosoma.

Najmanje jednomembranske ćelijske organele, koje su vezikule prečnika 0,2-0,8 mikrona, sadrže oko 40 hidrolitičkih enzima (proteaze, lipaze, nukleaze, fosfataze) koji su aktivni u slabo kiseloj sredini (Sl. 285). Formiranje lizosoma događa se u Golgijevom aparatu, gdje enzimi sintetizirani u njemu dolaze iz EPR-a. Razlaganje supstanci enzimima naziva se liza, otuda i naziv organoida.

razlikovati:

© primarnih lizozoma- lizozomi, odvojeni od Golgijevog aparata i koji sadrže enzime u neaktivnom obliku;

© sekundarni lizozomi- lizozomi nastali kao rezultat fuzije primarnih lizosoma s pinocitnim ili fagocitnim vakuolama; oni su trans-

probavu i lizu tvari koje ulaze u ćeliju (zato se često nazivaju probavne vakuole):

¨ Produkti probave se apsorbuju u citoplazmi ćelije, ali dio materijala ostaje nesvaren. Sekundarni lizozom koji sadrži ovaj neprobavljeni materijal naziva se rezidualnog tijela. Egzocitozom se nesvarene čestice uklanjaju iz ćelije.

¨ Sekundarni lizozom, koji probavlja pojedinačne komponente ćelije, naziva se autofagna vakuola. Dijelovi ćelije koji se uništavaju okruženi su jednom membranom, obično odvojenom od glatke ER, a zatim se nastala membranska vreća spaja sa primarnim lizozomom, što rezultira formiranjem autofagne vakuole.

Ponekad uz učešće lizosoma dolazi do samouništenja ćelije. Ovaj proces se zove autoliza. To se obično događa tijekom nekih procesa diferencijacije (na primjer, zamjena hrskavice koštanim tkivom, nestanak repa kod punoglavca žabe).

Funkcije lizosoma:

© učešće u unutarćelijskoj probavi nutrijenata;

© uništavanje ćelijskih struktura i sebe tokom starenja;

© učešće u procesima diferencijacije tokom embrionalnog razvoja.

Dvomembranske organele eukariotske ćelije koje organizmu daju energiju (Sl. 286). Oni su štapićasti, filiformni, sferni, spiralni, čašasti itd. formu. Dužina mitohondrija je 1,5-10 mikrona, prečnik 0,25-1,00 mikrona.

Broj mitohondrija u ćeliji uveliko varira, od 1 do 100 hiljada, i zavisi od njene metaboličke aktivnosti. Broj mitohondrija može se povećati dijeljenjem, jer ove organele imaju vlastitu DNK.

Vanjska membrana mitohondrija je glatka, unutrašnja formira brojne invaginacije (grebene) ili tubularne izrasline - kriste, koje imaju strogo specifičnu permeabilnost i aktivni transportni sistem. Broj krista može varirati od nekoliko

ćelija do nekoliko stotina, pa čak i hiljada, u zavisnosti od funkcije ćelije.

Oni povećavaju površinu unutrašnje membrane, u kojoj se nalaze multienzimski sistemi uključeni u sintezu ATP molekula.

Unutrašnja membrana sadrži dvije glavne vrste proteina:

© proteini respiratornog lanca;

© enzimski kompleks nazvan ATP sintetaza, koji je odgovoran za sintezu glavne količine ATP-a.

Vanjska membrana je odvojena od unutrašnje membrane intermembranskim prostorom.

Unutrašnji prostor mitohondrija ispunjen je homogenom supstancom - matrica. Matrica sadrži kružne molekule mitohondrijske DNK, specifične mRNA, tRNA i ribozome (prokariotski tip), koji provode autonomnu biosintezu dijela proteina koji čine unutrašnju membranu. Ali većina mitohondrijalnih gena se preselila u jezgro, a sinteza mnogih mitohondrijalnih proteina se odvija u citoplazmi. Osim toga, postoje enzimi koji ATP molekuli. Mitohondrije su sposobne za reprodukciju fisijom ili odvajanjem malih fragmenata.

Mitohondrijalne funkcije:

© kisik razgradnja ugljikohidrata, aminokiselina, glicerola i masnih kiselina sa stvaranjem ATP-a;

© sinteza mitohondrijalnih proteina.

Nemembranske organele nalaze se u ćelijama svih organizama. To su male organele, predstavljene globularnim česticama prečnika oko 20 nm (Sl. 287). Ribosomi se sastoje od dvije podjedinice nejednake veličine - velike i male, na kojima se nalaze

može da se odvoji. Ribosomi se sastoje od proteina i ribosomske RNK (rRNA). rRNA molekule čine 50-63% mase ribozoma i čine njegov strukturni okvir. Većina proteina je specifično povezana sa određenim regionima rRNA. Neki proteini se ugrađuju u ribozome samo tokom sinteze proteina.

Postoje dvije glavne vrste ribozoma: eukariotski (sa konstantama sedimentacije cijelog ribosoma - 80S, male podjedinice - 40S, velike - 60S) i prokariotski (odgovaraju

venski 70S, 30S, 50S). Eukariotski ribozomi uključuju 4 rRNA molekula i oko 100 proteinskih molekula, prokarioti - 3 rRNA molekule i oko 55 molekula proteina.

Ovisno o lokaciji u ćeliji, postoje

© slobodni ribozomi- ribozomi koji se nalaze u citoplazmi, koji sintetišu proteine ​​za sopstvene potrebe ćelije;

© vezani ribozomi- ribozomi povezani velikim podjedinicama s vanjskom površinom ER membrana, sintetizirajući proteine ​​koji ulaze u Golgijev kompleks, a zatim ih luči stanica.

Tokom biosinteze proteina, ribozomi mogu "raditi" pojedinačno ili se kombinovati u komplekse - poliribozomi (polizomi). U takvim kompleksima, oni su međusobno povezani jednim molekulom mRNA.

Eukariotski ribozomi nastaju u nukleolu. Prvo, rRNA se sintetiziraju na nukleolarnoj DNK, koja se zatim prekriva ribosomskim proteinima koji dolaze iz citoplazme, cijepaju se do željene veličine i formiraju podjedinice ribosoma. U jezgru nema potpuno formiranih ribozoma. Udruživanje podjedinica u cijeli ribosom događa se u citoplazmi, po pravilu, tokom biosinteze proteina.

Jedna od karakterističnih karakteristika eukariotske ćelije je prisustvo u njenoj citoplazmi skeletnih formacija u obliku mikrotubula i snopova proteinskih vlakana. Elementi citoskeleta, usko povezani s vanjskom citoplazmatskom membranom i nuklearnom membranom, formiraju složene preplitanje u citoplazmi.

Citoskelet formiraju mikrotrabekularni sistem, mikrotubule i mikrofilamenti.

Citoskelet određuje oblik ćelije, učestvuje u kretanju ćelije, u deobi i kretanju same ćelije, u intracelularnom transportu organela i pojedinačnih jedinjenja. Mikrofilamenti također imaju funkciju ojačanja stanica.

Mikrotrabekularni sistem je mreža tankih fibrila - trabekula (poprečnih greda), na mjestima presjeka ili spajanja krajeva kojih se nalaze ribozomi.

Mikrotrabekularni sistem je dinamička struktura: u promjenjivim uvjetima može se raspasti i ponovo sastaviti.

Funkcije mikrotrabekularne mreže:

© služi kao podrška za ćelijske organele;

© obezbeđuje komunikaciju između pojedinačnih delova ćelije;

© usmjerava unutarćelijski transport.

Zid mikrotubula je uglavnom izgrađen od spiralno naslaganih proteinskih podjedinica tubulina. Smatra se da centriole, bazalna tijela bičaka i cilija i centromere hromozoma mogu igrati ulogu matriksa (organizatora mikrotubula).

Funkcije mikrotubula:

© zajedno sa mikrotrabekularnim sistemom obavljaju funkciju podrške;

© dati ćeliji određeni oblik;

© formiraju podjelno vreteno;

© osiguravaju divergenciju hromozoma do polova ćelije;

© su odgovorni za kretanje ćelijskih organela;

© učestvuju u unutarćelijskom transportu, sekreciji, formiranju ćelijskog zida;

© su strukturna komponenta cilija, flagela, bazalnih tijela i centriola.

Centriol je cilindar (dužine 0,3 μm i prečnika 0,1 μm), čiji zid čini devet grupa od tri spojene mikrotubule (9 tripleta) međusobno povezanih u određenim intervalima poprečnim vezama. Često su centrioli upareni, gdje se nalaze pod pravim uglom jedan prema drugom. Ako centriol leži na bazi cilijuma ili flageluma, onda se zove bazalno tijelo.

Gotovo sve životinjske ćelije imaju par centriola, koji su srednji element centrosom, ili ćelijski centar(Sl. 288). Prije dijeljenja, centrioli se razilaze na suprotne polove i blizu svakog od njih

formira se ćerka centriol. Od centriola smještenih na različitim polovima ćelije nastaju mikrotubule koje rastu jedna prema drugoj. Oni formiraju mitotičko vreteno, koje doprinosi ravnomernoj raspodeli genetskog materijala između ćelija kćeri, i centar su organizacije citoskeleta. Dio niti vretena je vezan za hromozome. U ćelijama viših biljaka, ćelijski centar nema centriole.

Centriole su organele citoplazme koje se samoreproduciraju. Oni nastaju kao rezultat umnožavanja postojećih. To se dešava kada se centriole razilaze. Nezreli centriol sadrži 9 pojedinačnih mikrotubula; očigledno, svaka mikrotubula je šablon za sklapanje tripleta karakterističnih za zreli centriol.

To su tvorbe nalik dlakama debljine oko 0,25 mikrona, građene od mikrotubula, kod eukariota su samo po dužini prekrivene cilijama.

Cilia i flagella su organele kretanja ćelija mnogih tipova. Najčešće se cilije i flagele nalaze u bakterijama, nekim protozoama, zoosporama i spermatozoidima. Bakterijske flagele imaju drugačiju strukturu od eukariotskih flagela.

Cilia i flagella su formirani od devet dvostrukih mikrotubula koje formiraju zid cilindra prekrivenog membranom; u njegovom središtu su dvije pojedinačne mikrotubule. Ova struktura tipa 9+2 karakteristična je za cilije i bičeve gotovo svih eukariotskih organizama, od protozoa do ljudi.

Cilia i flagella su ojačani u citoplazmi bazalnim tijelima koja leže u bazi ovih organela. Svako bazalno tijelo sastoji se od devet trojki mikrotubula; u njegovom središtu nema mikrotubula.

Mikrofilamenti su predstavljeni nitima promjera 6 nm, koji se sastoje od proteina aktina, bliskog mišićnom aktinu. Aktin je 10-15% ukupnoćelijski protein. U većini životinjskih ćelija, gusta mreža aktinskih filamenata i njihovih povezanih proteina formira se ispod same plazma membrane. Ova mreža daje površinskom sloju ćelije mehaničku čvrstoću i omogućava ćeliji da promeni svoj oblik i da se kreće.

Osim aktina, u ćeliji se nalaze i miozinski filamenti. Međutim, njihov broj je znatno manji. Zbog interakcije aktina i miozina dolazi do kontrakcije mišića.

Mikrofilamenti su povezani s kretanjem cijele ćelije ili njenih pojedinačnih struktura unutar nje. U nekim slučajevima kretanje osiguravaju samo aktinski filamenti, u drugim - aktin zajedno s miozinom.

Inkluzije su privremene komponente citoplazme, ponekad se pojavljuju, ponekad nestaju. U pravilu se nalaze u ćelijama u određenim fazama životnog ciklusa. Specifičnost inkluzija zavisi od specifičnosti odgovarajućih ćelija tkiva i organa. Inkluzije se nalaze pretežno u biljnim ćelijama. Mogu se javiti u hijaloplazmi, raznim organelama, rjeđe u ćelijskom zidu.

Funkcionalno, inkluzije su:

© ili privremeno uklonjene iz metabolizma ćelija jedinjenja (rezervne supstance - škrobna zrna, lipidne kapi i proteinske naslage);

© ili finalni proizvodi izmjena (kristali određenih tvari).

Ovo su najčešće inkluzije biljnih ćelija. Škrob se u biljkama skladišti isključivo u obliku škrobnih zrnaca.

Nastaju samo u plastidnoj stromi živih ćelija. Tokom fotosinteze nastaju zeleni listovi asimilacija, ili primarni skrob. Asimilacijski škrob se ne akumulira u listovima i, brzo hidrolizirajući u šećere, teče u dijelove biljke u kojima se nakuplja. Tamo se ponovo pretvara u skrob, što se zove sekundarno. Sekundarni skrob se takođe formira direktno u krtolama, rizomima, sjemenkama, odnosno gdje se deponuje u zalihama. Onda ga zovu rezervni. Leukoplasti koji skladište skrob se nazivaju amiloplasti.

Posebno su bogati škrobom sjemenke, podzemni izdanci (gomolji, lukovice, rizomi), parenhim provodnog tkiva korijena i stabljike drvenastih biljaka.

Nalazi se u skoro svim biljnim ćelijama. Njima su najbogatije sjeme i plodovi. Masna ulja u obliku lipidnih kapljica drugi su najvažniji (poslije škroba) oblik rezervnih nutrijenata. Sjemenke nekih biljaka (suncokret, pamuk i dr.) mogu akumulirati i do 40% ulja u masi suhe tvari.

Lipidne kapi se po pravilu akumuliraju direktno u hijaloplazmi. To su sferna tijela obično submikroskopske veličine.

Lipidne kapljice mogu se akumulirati i u leukoplastima, koji se tzv elaioplasti.

Proteinske inkluzije nastaju u različitim ćelijskim organelama u obliku amorfnih ili kristalnih naslaga različitih oblika i struktura. Najčešće se kristali mogu naći u jezgri - u nukleoplazmi, ponekad u perinuklearnom prostoru, rjeđe u hijaloplazmi, plastidnoj stromi, u produžecima EPR tankova, matriksu peroksisoma i mitohondrijama. Vakuole sadrže i kristalne i amorfne proteinske inkluzije. Najveći broj proteinskih kristala nalazi se u ćelijama skladištenja suvog sjemena u obliku tzv aleuronskizrna ili proteinska tijela.

Proteini za skladištenje sintetiziraju ribozomi tokom razvoja sjemena i deponuju se u vakuole. Kada sjemenke sazriju, praćene dehidracijom, proteinske vakuole se suše i protein kristalizira. Kao rezultat toga, u zrelom suvom sjemenu, proteinske vakuole se pretvaraju u proteinska tijela (aleuronska zrna).

Uključci formirani u vakuolama, u pravilu, stanicama lišća ili kore. To su ili pojedinačni kristali ili grupe kristala različitih oblika.

Oni su krajnji produkti vitalne aktivnosti ćelija, koje se formiraju kao uređaj za uklanjanje viška kalcijuma iz metabolizma.

Pored kalcijum oksalata, kalcijum karbonat i kristali silicijum dioksida mogu se akumulirati u ćelijama.

Nukleus

Najvažnija komponenta eukariotskih ćelija. Ćelija bez nuklearne energije ne postoji dugo vremena. Jezgro je takođe nesposobno za samostalno postojanje.

Većina ćelija ima jedno jezgro, ali postoje i višejezgrene ćelije (kod niza protozoa, u skeletnim mišićima kičmenjaka). Broj jezgara može doseći nekoliko desetina. Neke visoko specijalizirane stanice gube svoje jezgro (eritrociti sisara i ćelije sitaste cijevi u angiospermi).

Oblik i veličina ćelijskih jezgara su različiti. Tipično, jezgro ima prečnik od 3 do 10 µm. Forma je u većini slučajeva povezana sa formom

ćelije, ali se često razlikuje od nje. U pravilu ima sferni ili ovalni oblik, rjeđe može biti segmentiran, vretenast.

Glavne funkcije kernela su:

© skladištenje genetskih informacija i njihovo prenošenje u ćelije kćeri u procesu diobe;

© kontrola vitalne aktivnosti ćelije regulacijom sinteze različitih proteina.

Jezgro uključuje (Sl. 289):

© nuklearna omotnica;

© karioplazma (nukleoplazma, nuklearni sok);

© hromatin;

© nucleoli.

Jezgro je od ostatka citoplazme ograničeno nuklearnom membranom koja se sastoji od dvije membrane tipične strukture. Između membrana postoji uski jaz ispunjen polutečnom materijom, - perinuklearni prostor. Na nekim mjestima se obje membrane spajaju jedna s drugom, formirajući nuklearne pore kroz koje se odvija razmjena tvari između jezgre i citoplazme. Iz jezgre u citoplazmu i natrag, tvari mogu ući i zbog odvajanja izbočina i izraslina jezgrene membrane.

Unatoč aktivnom metabolizmu, nuklearna membrana osigurava razlike u kemijskom sastavu nuklearnog soka i citoplazme, što je neophodno za normalno funkcioniranje nuklearnih struktura. Vanjska nuklearna membrana sa strane okrenute prema citoplazmi prekrivena je ribosomima, što joj daje hrapavost, unutrašnja membrana je glatka. Nuklearna ovojnica je dio sistema ćelijske membrane. Izrasline vanjske nuklearne membrane povezane su s kanalima endoplazmatskog retikuluma, tvoreći jedinstven sistem komunikacijskih kanala.

Karioplazma- unutrašnji sadržaj kernela. To je matriks sličan gelu u kojem se nalaze hromatin i jedna ili više jezgara. Sastav nuklearnog soka uključuje različite proteine ​​(uključujući nuklearne enzime), slobodne nukleotide, kao i otpadne produkte nukleola i kromatina.

Treća struktura karakteristična za ćelijsko jezgro je nucleolus, koji je zaobljeno gusto tijelo uronjeno u nuklearni sok. Broj nukleola ovisi o funkcionalnom stanju jezgra i može varirati od 1 do 5-7 ili više (čak iu istoj ćeliji). Nukleoli se nalaze samo u jezgrima koji se ne dijele; tokom mitoze nestaju, a nakon što je dioba završena, ponovo se pojavljuju. Nukleolus nije nezavisna struktura jezgra. Nastaje kao rezultat koncentracije u određenom području karioplazme kromosomskih dijelova koji nose informacije o strukturi rRNA. Ovi dijelovi hromozoma se nazivaju nukleolarni organizatori. Oni sadrže brojne kopije gena koji kodiraju rRNA. Budući da se u nukleolu intenzivno odvija proces sinteze rRNA i formiranja podjedinica ribosoma, možemo reći da je nukleolus akumulacija rRNA i ribozoma u različitim fazama formiranja.

hromatin nazvane grudvice, granule i mrežaste strukture jezgra, intenzivno obojene nekim bojama i koje se po obliku razlikuju od nukleola. Kromatin je molekul DNK povezan s proteinima - histonima. U zavisnosti od stepena spiralizacije, razlikuju se:

© euhromatin - despiralizirani (neupleteni) dijelovi hromatina, koji izgledaju kao tanke niti, koje se svjetlosnom mikroskopijom ne mogu razlikovati, slabo obojene i genetski aktivne;

© heterohromatin- spiralizirana i zbijena područja hromatina, u obliku grudica ili granula, intenzivno obojena i genetski neaktivna.

Kromatin je oblik postojanja genetskog materijala u ćelijama koje se ne dijele i pruža mogućnost udvostručavanja i realizacije informacija sadržanih u njemu.

Tokom diobe ćelije, DNK zavojnice i hromatinske strukture formiraju hromozome.

hromozomi nazivaju se konstantne komponente ćelijskog jezgra, koje imaju posebnu organizaciju, funkcionalnu i morfološku specifičnost, sposobne za samoreprodukciju i očuvanje svojstava kroz ontogenezu. Hromozomi su guste, intenzivno obojene strukture (otuda njihov naziv). Prvi su ih otkrili Fleming (1882) i Strassburger (1884). Termin "hromozom" skovao je Waldeyer 1888.

Funkcije hromozoma:

© skladištenje nasljednih informacija;

© korištenje nasljednih informacija za stvaranje i održavanje ćelijske organizacije;

© propis čitanja nasljednih podataka;

© samo-udvostručavanje genetskog materijala;

© transfer genetskog materijala sa ćelije majke na ćerku.

Glavne hemijske komponente hromozoma su DNK (40%) i proteini (60%). Glavna komponenta hromozoma je DNK, budući da su nasljedne informacije kodirane u njegovim molekulima, dok proteini obavljaju strukturne i regulatorne funkcije.

Postoje dva glavna oblika hromozoma povezana sa određenim fazama i periodima mitotičkog ciklusa:

© mitotički, karakterističan za period mitoze i predstavlja intenzivno obojeno, gusto tijelo;

© međufaza, koji odgovara hromatinu jezgara interfaznih ćelija i predstavlja manje ili više labavo locirane filamentne formacije i kvržice.

Reorganizacija hromozoma nastaje u procesu spiralizacije (kondenzacije) ili despiralizacije (dekondenzacije). U ćelijama koje se ne dijele, hromozomi su u dekondenziranom stanju, jer se samo u tom slučaju mogu očitati informacije ugrađene u njih. Pri diobi ćelije, spiralizacijom se postiže gusto pakovanje nasljednog materijala, što je važno za kretanje hromozoma tokom mitoze. Ukupna dužina DNK ljudske ćelije je 2 metra, dok je ukupna dužina svih hromozoma ćelije samo 150 mikrona.

Sve informacije o hromozomima dobijene su proučavanjem metafaznih hromozoma. Svaki metafazni hromozom ima dva hromatide, koji su ćerke hromozoma (slika 290). Odvajaju se tokom mitoze. u ćelije kćeri i postaju nezavisni hromozomi. Hromatide- formiraju se visoko spiralizirani identični molekuli DNK

rezultat replikacije. One su međusobno povezane u području primarne konstrikcije ( centromere), na koji su pričvršćene niti fisionog vretena. Zovu se fragmenti na koje primarna konstrikcija dijeli hromozom ramena, a krajevi hromozoma - telomere. Telomeri štite krajeve hromozoma od lepljenja, čime doprinose očuvanju integriteta hromozoma. U zavisnosti od lokacije centromere razlikuju se (Sl. 291):

© metacentrični hromozomi- jednaka ramena, odnosno ramena su približno iste dužine;

© submetacentrični hromozomi- umjereno nejednako, odnosno jedno rame je kraće od drugog;

© akrocentrični hromozomi- oštro neravna ramena, odnosno jedno rame praktički nema.

Neki hromozomi imaju sekundarne konstrikcije koji nastaju u područjima nepotpune kondenzacije hromatina. Oni su nukleolarni organizatori. Ponekad je sekundarna konstrikcija vrlo duga i odvaja mali dio od glavnog tijela hromozoma - satelit. Takvi hromozomi se nazivaju satelit.

Hromozomi imaju individualne karakteristike: dužinu, položaj centromera, oblik.

Svaka vrsta živih organizama ima određen i stalan broj hromozoma u svojim ćelijama. Hromozomi jezgra jedne ćelije su uvek upareni. Svaki par je formiran od hromozoma koji imaju istu veličinu, oblik, položaj primarnih i sekundarnih konstrikcija. Takvi hromozomi se nazivaju homologno. Ljudi imaju 23 para homolognih hromozoma. Ukupnost kvantitativnih (broj i veličina) i kvalitativnih (oblik) karakteristika hromozomskog seta somatske ćelije naziva se kariotip. Broj hromozoma u kariotipu je uvek paran, jer somatske ćelije imaju dva hromozoma istog oblika i veličine: jedan je očinski, drugi majčinski. Kromosomski skup je uvijek specifičan za vrstu, odnosno karakterističan je samo za datu vrstu organizma. Ako u jezgri ćelija hromozomi formiraju homologne parove, tada se takav skup hromozoma naziva diploidni(dvostruko) i označimo - 2n. Količina DNK koja odgovara diploidnom setu hromozoma označena je kao 2c. Diploidni skup hromozoma karakterističan je za somatske ćelije. U jezgrima zametnih stanica svaki hromozom je predstavljen u jednini. Ovaj skup hromozoma se zove haploidni(jedan) i označavaju - n. Kod ljudi, diploidni set sadrži 46 hromozoma, a haploidni set sadrži 23.

Zajedno sa membranskim i nemembranskim organelama u citoplazmi postoje ćelijske inkluzije, koje su netrajni elementi ćelije. Pojavljuju se i nestaju tokom njegovog životnog ciklusa.

Šta se odnosi na ćelijske inkluzije, koja je njihova uloga u ćeliji?

U stvari, inkluzije su metabolički proizvodi koji se mogu akumulirati u obliku granula, zrnaca ili kapljica različite kemijske strukture. Rijetko se nalazi u jezgru.

Formiraju se uglavnom u lamelarnom kompleksu i u endoplazmatskom retikulumu. Neki su rezultat nepotpune probave (hemosiderin).

Proces cijepanja i uklanjanja ovisi o porijeklu. Sekretorne inkluzije se izlučuju kroz kanale, ugljikohidratne i lipidne inkluzije se cijepaju pod djelovanjem enzima, melanin uništavaju Langerhansove stanice.

Klasifikacija ćelijskih inkluzija:

  • Trofički (škrob, glikogen, lipidi);
  • sekretorni (uključci pankreasa, endokrinih organa);
  • izlučivanje (granule mokraćne kiseline);
  • pigment (melanin, bilirubin);
  • nasumični (lijekovi, silicijum);
  • mineral (kalcijumove soli).

Struktura i funkcije

masno inkluzije se često akumuliraju u citoplazmi kao male kapljice. Karakteristični su za jednoćelijske, na primjer, cilijate. Kod viših životinja, lipidne kapljice se nalaze u masnom tkivu. Prekomjerno nakupljanje masnih inkluzija dovodi do patoloških promjena u organima, na primjer, uzrokuje masnu degeneraciju jetre.

Polisaharidi imaju granularnu strukturu raznih oblika i veličine. Njihove najveće akumulacije nalaze se u ćelijama prugasto-prugastih mišića i tkiva jetre.


Proteinske inkluzije nisu uobičajene, uglavnom su nutrijent u jajima (pod mikroskopskim pregledom vide se svakakve pločice, štapići).

Pigment lipofuscin - to su inkluzije žute ili smeđe boje koje se nakupljaju u ćelijama tokom života. Pigment hemoglobin je dio crvenih krvnih stanica. Rodopsin - čini štapiće mrežnjače osetljivim na svetlost.

Struktura i funkcije ćelijskih inkluzija
Grupa Karakteristično
TrophicTo uključuje proteine, masti i ugljikohidrate. Glikogen se nalazi u životinjskim stanicama, posebno u jetri i mišićnim vlaknima. Sa opterećenjima i potrošnjom velike količine energije koristi se u prvom redu. Biljke skladište škrob kao glavni izvor ishrane.
izlučivanjeTo su proizvodi ćelijskog metabolizma koji nisu uklonjeni iz nje. Ovo također uključuje strane agense koji su prodrli u intracelularni prostor. Takve inkluzije apsorbuju i obrađuju lizozomi.
SekretarNjihova sinteza se odvija u posebnim ćelijama, a zatim se izvode kroz kanale ili protokom limfe i krvi. Sekretorna grupa uključuje hormone.
PigmentPonekad su predstavljeni metaboličkim produktima: granulama lipofuscina ili nakupinama hemosiderina. Nalazi se u melanocitima, ćelijama označenim bojama. Obavljaju zaštitnu funkciju, sprječavajući djelovanje sunčeve svjetlosti. U najjednostavnijim vrstama melanociti se nalaze u mnogim organima, što životinjama daje drugačiju boju. Kod ljudi se glavna masa pigmentnih ćelija nalazi u epidermu, dijelu u šarenici oka.
SlučajnoNalazi se u ćelijama sposobnim za fagocitozu. Uhvaćene bakterije koje se loše probave ostaju u citoplazmi u obliku granula.
mineralTo uključuje Ca soli, koje se talože sa smanjenjem aktivnosti organa. Kršenje metabolizma jona također dovodi do nakupljanja soli u mitohondrijskom matriksu.

Biološki i medicinski značaj ćelijskih inkluzija

Prekomjerno nakupljanje inkluzija može dovesti do razvoja ozbiljnih patologija, koje se obično nazivaju akumulacijske bolesti. Nastanak bolesti povezan je sa smanjenjem aktivnosti lizosomskih enzima i prekomjernim unosom bilo kojih tvari (masna degeneracija jetre, glikogensko mišićno tkivo).

Na primjer, razvoj nasljedne Pompeove bolesti uzrokovan je nedostatkom enzima kisela maltaza, kao rezultat toga, glikogen se zagrijava u stanicama, što dovodi do distrofije nervnog i mišićnog tkiva.

U citoplazmi se mogu akumulirati tvari karakteristične za ćeliju, kao i strane tvari koje se inače ne javljaju (amiloidoza bubrega). Tokom starenja organizma, lipofuscin se akumulira u svim ćelijama, što služi kao marker funkcionalne inferiornosti ćelija.

Po čemu se organele razlikuju od ćelijskih inkluzija?

organele - to su trajni strukturni elementi ćelije, neophodni za stabilan rad i život.

Uključuje - ovo su komponente ćelije koje mogu doći i otići tokom svog životnog veka.

Organele i inkluzije

Nemembranske organele:

MITOHONDRIJA

(mitos - konac; chondr - zrno)

Otvorena krajem prošlog veka. Pomoću elektronskog mikroskopa razjašnjena je njihova struktura.

Pokriven sa dvije membrane, između kojih se nalazi međumembranski prostor. Vanjska membrana je porozna. Na unutrašnjoj membrani nalaze se kriste, na kojima se nalaze ATP-somi (posebne strukture - čestice sa enzimima) gdje se odvija sinteza ATP-a. Unutra se nalazi matriks, u kojem se nalaze lanci DNK, granule ribosoma, i-RNA, t-RNA i čestice guste elektronom, gdje se nalaze Ca i Mg kationi.

Matrica sadrži enzime koji razgrađuju produkte glikolize (anaerobne oksidacije) do CO 2 i H. Joni vodika ulaze u ATP-some i spajaju se s kisikom u vodu. Energija koja se oslobađa u ovom procesu koristi se u reakciji fosforilacije sa stvaranjem ATP-a. ATP se može razgraditi na ADP i ostatak fosfora, kao i energiju koja se koristi za izvođenje sintetičkih procesa.

Dakle, mitohondrije su povezane sa proizvodnjom energije putem ATP sinteze, zbog čega se smatraju energetskim stanicama ćelija. Prisustvo DNK i ribozoma ukazuje na autonomnu sintezu nekih proteina. Životni vijek mitohondrija u neuronima je od 6 do 30 dana. Novo formiranje mitohondrija nastaje zbog pupanja i formiranja suženja, nakon čega slijedi podjela na dva. Broj mitohondrija je od 1000 do 3000, au jajima do 300 000 (njihov gubitak se nadoknađuje diobom i pupljenjem).

ENDOPLAZMIČKI RETIKULUM

To je sistem spljoštenih cisterni, tubula i vezikula, koji zajedno stvaraju membransku mrežu citoplazme ćelija. Ako su ribozomi pričvršćeni za vanjsku površinu, tada je mreža granularna (hrapava), bez ribozoma - agranularna. Glavna funkcija endoplazmatskog retikuluma je akumulacija, izolacija i transport formiranih supstanci. U granularnoj mreži se odvija sinteza proteina, u agranularnoj - sinteza i razgradnja glikogena, sinteza steroidnih hormona (lipida), neutralizacija toksina, kancerogenih supstanci itd. U mišićnim vlaknima i ćelijama glatkog mišićnog tkiva, endoplazmatski retikulum je depo Ca. Supstance nastale u mreži ulaze u Golgijev kompleks.

GOLGI COMPLEX

Otvorena je 1898. Naučnici su došli do zaključka da ovaj organoid selektivno koncentriše tvari sintetizirane u ćeliji. Golgijev kompleks se sastoji od spljoštenih cisterni ili vreća; transportne vezikule koje donose proteinsku tajnu iz endoplazmatskog retikuluma; vakuole koje kondenziraju tajnu, koje su odvojene od vrećica i cisterni. Tajna u vakuolama se zgušnjava, a one se pretvaraju u sekretorne granule, koje se potom uklanjaju iz ćelije.

Golgijev kompleks se formira odozdo na površini formiranja od fragmenata (transportnih vezikula) endoplazmatskog retikuluma koji se nalazi ispod njega. Fragmenti se odvajaju, spajaju i formiraju vrećice ili cisterne. U rezervoarima Golgijevog kompleksa dolazi i do sinteze glikoproteina, tj. modifikacija proteina kombinovanjem polisaharida sa proteinima i stvaranjem lizosoma. Učestvuje u formiranju membrana, iniciranih u endoplazmatskom retikulumu.

LIZOSOM

Otvoreni su 1955. godine. Izgledaju kao mehurići ograničeni membranom. Pronađeni su prisustvom hidrolitičkih enzima (kisela fosfataza). Njihova glavna funkcija je cijepanje tvari koje su došle izvana, kao i organela i inkluzija tokom obnavljanja ili sa smanjenjem funkcionalne aktivnosti (kao i cijele stanice u uvjetima involucije organa - na primjer, involucija materice nakon porođaj). Dakle, lizozomi su probavni sistem ćelije.

Postoje 4 oblika lizosoma:

1. Primarne - skladišne ​​granule.

2. Sekundarni (fagolizozomi), u kojima se aktiviraju enzimi i liziraju supstance.

3. Autofagozomi - hidroliza intracelularnih struktura.

4. Rezidualna tijela čiji se sadržaj uklanja iz ćelije egzocitozom.

Probavljene tvari ulaze (difuziraju) u hijaloplazmu i uključuju se u metaboličke procese.

PEROKSIZOMI

To su sferne strukture promjera 0,3-1,5 mikrona. Njihova matrica može biti amorfna, zrnasta i kristalna. Potječu iz endoplazmatskog retikuluma i podsjećaju na lizozome, samo manje gustoće elektrona. Sadrže enzim katalazu, koji uništava perokside nastale pri razgradnji lipida, koji su toksični za ćeliju, remeteći funkciju membrana.

Nemembranske organele:

RIBOSOME

To su strukture koje su povezane sa sintezom proteina. Nastaju u nukleolu i sastoje se od ribosomskog proteina koji dolazi iz citoplazme i ribosomalne RNK sintetizirane u nukleolu. U strukturi ribozoma postoje velike i male podjedinice vezane Mg ionima. Ribosomi su ili slobodno locirani u citoplazmi ili u obliku malih klastera (polisoma), ili su povezani sa endoplazmatskim retikulumom.

Slobodni ribozomi i polizomi nalaze se u mladim stanicama i sintetiziraju proteine ​​za rast stanica, dok ribozomi na endoplazmatskom retikulumu sintetiziraju proteine ​​za izvoz. Za sintezu proteina potrebne su: 1) aminokiseline (ima ih 20); 2) Inf-RNA (nastaje u jezgru, na njoj se nalaze trinukleotidi koji formiraju kod; 3) transfer RNK i 4) niz enzima.

CITOSKELETON

Dugo vremena naučnici nisu znali šta održava red u ćeliji i ne dozvoljava da se njen sadržaj zgruda, zbog čega se citoplazma pomera, menja oblik, sve dok nije izumljen elektronski mikroskop. Postalo je jasno da prostor između jezgre i unutrašnje površine plazma membrane ima uređenu strukturu. Prvo, on je pregrađen i podijeljen na odjeljke uz pomoć unutarnjih membrana, a drugo, unutarćelijski prostor je ispunjen raznim filamentima - nitima nalik proteinskim vlaknima koja čine skelet. Prema svom prečniku, ova vlakna su podeljena na mikrotubule, mikrofibrili i srednji filamenti. Pokazalo se da su mikrotubule šuplji cilindri, koji se sastoje od proteina tubulina; mikrofibrile - dugačke fibrilarne strukture koje se sastoje od proteina aktina i miozina; i srednje - od različitih proteina (u epitelu - keratin itd.) Mikrotubule i mikrofibrile obezbeđuju motoričke procese u ćeliji i učestvuju u funkciji podrške. Srednji filamenti obavljaju samo potpornu funkciju.

AT novije vrijeme naučnici su otkrili četvrtu komponentu citoskeleta - tanke filamente, koji obezbeđuju vezu između glavnih komponenti citoskeleta. Oni prožimaju cijelu citoplazmu, formirajući rešetke i, moguće, sudjeluju u prijenosu signala sa površine ćelije u jezgro.



Mikrotubule su uključene u formiranje centriola, predstavljen kao dva cilindra okomita jedan na drugi. Cilindri se sastoje od 9 trojki mikrotubula (9 x 3)+0. Sateliti su povezani sa centriolima, koji su centri sklopa vretena podjele. Oko centriola, tanke fibrile su raspoređene radijalno, formirajući centrosferu. Zajedno se zovu ćelijski centar.

U pripremi za podelu, centriole se udvostručuju. Dvije centriole se razilaze, a blizu svake se formira jedna nova kćerka. Parovi idu na polove. Istovremeno, stara mreža mikrotubula nestaje i zamjenjuje se mitotičkim vretenom, koje se također sastoji od mikrotubula, ali od pojedinačnih neudvojenih (9 x1) + 0. Sve to radi centar za ćelije.

Mikrotubule su uključene u formiranje cilija i flagela. Formula cilija i aksonema repa spermatozoida je (9 x 2) + 2, a formula bazalnog tijela na bazi cilije je (9 x 3) + 0. Cilia i flagella sadrže denein pored tubulina. . Ako nema jedne ili dvije središnje tubule, cilije i flagele se ne pomiču. Ovo može biti povezano s muškom neplodnošću i kroničnim bronhitisom.

Intermedijarni filamenti najčešće se nalaze na onim mjestima tkiva koja doživljavaju mehanički stres. Zbog svoje snage nastavljaju da služe i nakon smrti ćelije (dlake).

INKLUZIJE

Nepravilne strukture citoplazme. Mogu biti lipidi, ugljikohidrati, proteini, vitamini i koriste ih stanice kao izvori energije i hranjivih tvari. Mogu se osloboditi iz ćelije i koristiti u tijelu (sekretorne inkluzije). Inkluzije su kapljice masti, glikogena, enzima, pigmentnih inkluzija.

NUCLEUS

To je bitna komponenta punopravne ćelije. To pruža dvije funkcije:

1. Čuvanje i prijenos genetskih informacija.

2. Implementacija informacija kako bi se osigurala sinteza proteina.

Nasljedne informacije se pohranjuju u obliku nepromijenjenih DNK struktura. Reprodukcija ili reduplikacija molekula DNK (udvostručavanje) se dešava u jezgru, što omogućava da dvije ćelije kćeri dobiju istu količinu genetskih informacija tokom mitoze.

Na molekulima DNK transkripcija različitih RNK ​​informacija, transportna i ribosomska.

odvija u jezgru formiranje podjedinica ribosoma kombinacijom ribosomske RNK sa ribosomskim proteinima koji se sintetiziraju u citoplazmi i prenose u jezgro. Ćelije bez jezgra nisu u stanju sintetizirati proteine ​​(na primjer, crvena krvna zrnca). Povreda bilo koje funkcije jezgra dovodi do smrti ćelije.

Oblik jezgara je uglavnom okrugao, ali ima štapićastih i segmentiranih. Jezgro se dijeli na nuklearnu membranu, karioplazmu (nuklearni matriks), kromatin i nukleolus. Nuklearna membrana - kariolema - sastoji se od dvije lipoproteinske membrane, između kojih se nalazi perinuklearni prostor.

Ljuska ima nuklearne pore (kompleks pora), prečnika 80-90 nm. U području pora, membrane se spajaju. Unutar pora nalaze se tri reda od po 8 granula (proteinskih globula). U sredini se nalazi i granula, a sa svakom od 24 granule povezana je tankim nitima (vlaknima), čineći mrežu. Mikromolekule prolaze kroz njega iz jezgra u jezgro. Broj pora može varirati ovisno o aktivnosti jezgra.

Poliribosomi se nalaze na vanjskoj nuklearnoj membrani okrenutoj prema citoplazmi stanice, a može prijeći u membrane endoplazmatskog retikuluma.

Unutrašnja membrana ima vezu sa gustom pločom, koja je gusta mreža proteinskih vlakana koja su povezana sa fibrilima karioplazme. Ploča i fibrilarni sistem obavljaju potpornu funkciju. Gusta ploča uz pomoć posebnih proteina povezana je s dijelovima hromozoma i osigurava redoslijed njihove lokacije tijekom interfaznog perioda.

Dakle, nuklearna membrana je barijera koja odvaja sadržaj jezgre od citoplazme, ograničavajući slobodan pristup jezgri velikih agregata i regulirajući transport mikromolekula između jezgre i citoplazme, a također fiksira hromozome u jezgri.

Karioplazma- supstanca bez strukture, sadrži različite proteine ​​(nukleoproteine, glikoproteine, enzime i spojeve uključene u sintezu nukleinskih kiselina, proteina i drugih supstanci). Granule ribonukleoproteina su vidljive pod velikim uvećanjem. Identificirani su produkti metabolizma proteina, glikolitički enzimi i drugi.

hromatin- gusta, dobro obojena supstanca. Predstavljen je skupom hromozoma. Hromozomi su stalno prisutni, ali su vidljivi samo tokom mitoze, jer se snažno spiralno zadebljaju. U interfaznom jezgru se despiralizuju i nisu vidljivi. Očuvana kondenzovana područja nazivaju se heterohromatin, a dekondenzovana područja euhromatin, u kojima se aktivno radi na sintezi supstanci. Mnogo euhromatina se obično nalazi u mladim ćelijama.

Hromatin se sastoji od DNK (30-40%), proteina (60-70%) i male količine RNK (tj. deoksiribonukleoproteina). Molekul DNK je dvostruka spirala, sa različitim azotnim bazama.Proteini su predstavljeni histonima i nehistonima. Histoni (osnovni) obavljaju strukturnu funkciju, osiguravajući savijanje DNK. Nehistoni formiraju matriks u interfaznom jezgru i regulišu sintezu nukleinskih kiselina.

nucleolus- tijelo zaobljenog oblika unutar jezgra. Ovo je mjesto formiranja ribosomske RNK i formiranja ribozoma. Nukleolarni organizatori su dijelovi hromozoma (ili DNK) koji sadrže gene koji kodiraju sintezu ribosomske RNK. Ova mjesta su u blizini površine nukleola u obliku kondenziranog hromatina, gdje se sintetiše RNA prekursor. U zoni nukleola, prekursor je obložen proteinom, formirajući podjedinice ribosoma. Ulaskom u citoplazmu dovršavaju svoje formiranje i učestvuju u procesu sinteze proteina.

Nukleolus se sastoji od: nukleolarnog hromatina, fibrilarnih (RNA filamenti) i granularnih (granule ribozoma koji formiraju RNK) struktura koje se sastoje od nukleoproteina. Fibrilarne i granularne komponente formiraju nukleolarni filament (nukleolonem).

Citoplazma je unutrašnji sadržaj ćelije i sastoji se od glavne supstance ili hijaloplazme i raznih unutarćelijskih struktura koje se nalaze u njoj.

Hijaloplazma (matrica) je vodeni rastvor neorganski i organska materija, sposoban da mijenja svoj viskozitet i da je u stalnom kretanju. Sposobnost kretanja, odnosno protoka citoplazme, naziva se cikloza. Matrica je aktivni medij u kojem se odvijaju mnogi hemijski i fiziološki procesi i koji objedinjuje sve komponente ćelije u jedan sistem.

Citoplazmatske strukture ćelije su predstavljene inkluzijama i organelama.

Organele su trajne i neizostavne komponente većine ćelija, imaju specifičnu strukturu i obavljaju vitalne funkcije. Organoidi su opće namjene i posebne namjene.

Organele od opšteg značaja prisutne su u svim ćelijama i, zavisno od strukturnih karakteristika, dele se na nemembranske, jednomembranske i dvomembranske.

Organele od posebnog značaja prisutne su samo u ćelijama određenih tkiva; na primjer, miofibrili u mišićnom tkivu, neurofibrili u nervnom tkivu.

nemembranske organele.

Ova grupa uključuje ribozome, mikrotubule i mikrofilamente, kao i ćelijski centar.

RIBOSOMI.

ribosomi - vrlo male organele, prisutne u svim tipovima ćelija. Imaju zaobljeni oblik, sastoje se od približno jednakih masenih količina rRNA i proteina i predstavljeni su s dvije podjedinice: velikom i malom. Između podjedinica je prostor na koji se vezuje mRNA.

U stanicama su ribosomi slobodno lokalizirani u citoplazmi, na EPS membranama, u mitohondrijskom matriksu, na vanjskoj membrani jezgra, a kod biljaka u plastidima.

Funkcija ribozoma je sastavljanje proteinskih molekula.

Tokom aktivne sinteze proteina formiraju se poliribozomi. Poliribozomi- kompleks ribozoma (od 5 do 70 ribozoma). Postoji veza između pojedinih ribozoma, koja se ostvaruje uz pomoć mRNA molekula.

Rice. 5. Struktura ribozoma (šema)

1- mala podjedinica; 2 - i-RNA; 3 - velika podjedinica 4-rRNA

MIKROTUBE I MIKROFILAMENTI

Mikrotubule i mikrofilamenti filamentne strukture sastavljene od raznih kontraktilnih proteina. Mikrotubule izgledaju kao dugi šuplji cilindri, čiji se zidovi sastoje od proteina - tubulina. Mikrofilamenti su vrlo tanke, dugačke, filamentne strukture sastavljene od aktina i miozina. Mikrotubule i mikrofilamenti prodiru kroz cijelu citoplazmu stanice, formirajući njen citoskelet, uzrokujući ciklozu, unutarćelijsko pomicanje organela, segregaciju hromozoma prilikom diobe nuklearnog materijala. Osim slobodnih mikrotubula koji prodiru u citoplazmu, ćelije imaju mikrotubule organizirane na određeni način koje formiraju centriole ćelijskog centra, bazalna tijela, cilije i flagele.

CELL CENTER

Ćelijski centar ili centrosom- obično se nalazi u blizini jezgra, sastoji se od dvije centriole smještene okomito jedna na drugu. Svaki centriol ima oblik šupljeg cilindra, čiji zid čini 9 trojki mikrotubula. U centru nema mikrotubula. Stoga se sistem centriola mikrotubula može opisati formulom (9×3)+0.

Tokom pripreme ćelije za diobu dolazi do udvostručavanja - umnožavanje centrioli: majka i kćerka se razilaze prema polovima ćelije, ocrtavajući smjer buduće diobe, u blizini svake se formira novi centriol od mikrotubula citoplazme. Glavne funkcije ćelijskog centra su:

1) učešće u procesima deobe ćelije, divergencija centriola određuje orijentaciju vretena deobe i kretanje hromozoma;

2) struktura i funkcija cilija i bičaka (baznih tijela) povezana je sa ovim organoidom; tako su centrioli povezani sa procesima kretanja u ćeliji.

Jednomembranske organele

To uključuje endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, lizozome i peroksizome.

5.2.1 Endoplazmatski retikulum (ER).

To je mreža u unutrašnjim slojevima citoplazme (endoplazma) - endoplazmatski retikulum, koji je složen sistem tubule, tubule i cisterne omeđena membranama.

Postoje EPS (EPR):

Glatka (agranularna) (ne sadrži ribozome na membranama) Gruba (granulirana) (na membranama - ribosomi)
1. Sinteza glikogena i lipida (žlijezde lojnice, jetra). 2. Akumulacija proizvoda sinteze. 3. Tajni transport. 1. Sinteza proteina (ćelije proteinskih žlijezda). 2. Učešće u sekretornim procesima, transport sekreta. 3. Akumulacija proizvoda sinteze.
4. Omogućava komunikaciju sa ćelijskim organelama. 5. Osigurava transport tajni do ćelijskih organela. 6. Omogućava komunikaciju između jezgra i ćelijskih organela i citoplazmatske membrane. 7. Osigurava cirkulaciju raznih supstanci kroz citoplazmu. 8. Učešće u pinocitozi (transport razne supstance ulazak u ćeliju spolja).

Najveći razvoj EPS-a karakterističan je za sekretorne ćelije. EPS je slabo razvijen u spermatozoidima.

Formiranje EPS-a nastaje tokom diobe ćelije iz izraslina vanjske citoplazmatske membrane i nuklearne membrane, prenosi se sa stanice na ćeliju tokom diobe ćelije.

GOLGI COMPLEX

Golgijev kompleks otvorio je Golgi 1898.

Oblik kompleksa može biti u obliku mreže oko jezgra, u obliku kape ili pojasa oko jezgra, u obliku pojedinačnih elemenata - zaobljenih, srpastih tijela zvanih diktiosomi.

Golgijev kompleks se sastoji od tri elementa koji mogu prelaziti jedan u drugi i međusobno su povezani:

1) sistem ravnih rezervoara, raspoređenih u pakete od pet do osam, u obliku hrpe novčića i čvrsto prislonjenih jedan uz drugi;

2) sistem tubula koji se protežu od rezervoara, anastomoziraju jedni s drugima i formiraju mrežu;

3) velike i male vezikule koje zatvaraju krajnje dijelove tubula.

Ovaj organoid je najrazvijeniji u stanicama žlijezda, na primjer, u leukocitima i oocitima, kao i u drugim stanicama koje proizvode proteinske proizvode, polisaharide i lipide.

Uočen je slab razvoj Golgijevog kompleksa kod nediferenciranih i tumorskih ćelija.

Sastav: fosfolipidi, proteini, enzimi za sintezu polisaharida i lipida.

1) učešće u sekretornoj aktivnosti ćelije;

2) gomilanje gotovih ili gotovo gotovih proizvoda;

3) transport produkata sekrecije kroz ćeliju kroz sistem tubula i vezikula;

4) kondenzacija sekretornih granula (osmotsko uklanjanje vode);

5) izolovanje i nakupljanje supstanci koje su spolja toksične za ćelije (toksini, anestetici), koje se potom uklanjaju iz ćelije;

6) formiranje zrna žumanca u oocitima;

7) formiranje ćelijskih pregrada (u biljnim ćelijama).

Golgijev kompleks se tokom diobe ćelije prenosi sa majke na kćer.

LIZOSOM

Oni obavljaju funkciju intracelularne probave makromolekula hrane i stranih komponenti koje ulaze u ćeliju tokom fago- i pinocitoze, dajući ćeliji dodatne sirovine za hemijske i energetske procese. Za obavljanje ovih funkcija, lizosomi sadrže oko 40 hidrolitičkih enzima - hidrolaze koje uništavaju proteine, nukleinske kiseline, lipidi, ugljikohidrati sa kiselim pH (proteinaze, nukleaze, fosfataze, lipaze). Postoje primarni lizozomi, sekundarni lizozomi (fagolizozomi i autofagosomi) i rezidualna tijela. Primarni lizozomi su mikrovezikule odvojene od šupljina Golgijevog aparata, okružene jednom membranom i koje sadrže skup enzima. Nakon fuzije primarnih lizosoma sa nekim supstratom koji treba odcijepiti, nastaju različiti sekundarni lizozomi. Primjer sekundarnih lizosoma su probavne vakuole protozoa. Takvi lizosomi se nazivaju fagolizosomi ili heterofagosomi. Ako dođe do fuzije sa izmijenjenim organelama same stanice, tada se formiraju autofagosomi. Lizozomi, u čijim se šupljinama nakupljaju neprobavljeni proizvodi, nazivaju se telolizosomi ili rezidualna tijela.

EPS, Golgijev aparat i lizozomi su funkcionalno povezane unutarćelijske strukture odvojene od citoplazme jednom membranom. Oni čine jedan cevasto-vakuolarni sistem ćelije.

Peroksizomi

Imaju ovalni oblik. U središnjem dijelu matrice nalaze se strukture slične kristalima. Matrica sadrži enzime za oksidaciju aminokiselina, pri čemu nastaje vodikov peroksid. Prisutan je i enzim katalaza koji uništava peroksid (karakterističan za ćelije jetre i bubrega)

Dvomembranske organele

Mitohondrije

Oblik mitohondrija može biti ovalan, štapićast, filamentan, jako razgranat. Oblici mitohondrija mogu se mijenjati iz jednog u drugi s promjenama pH, osmotskog tlaka i temperature. Oblik može biti različit u različitim ćelijama, iu različitim dijelovima iste ćelije.

Izvana, mitohondrije su ograničene glatkom vanjskom membranom. Unutrašnja membrana formira brojne izrasline - kriste. Unutrašnji sadržaj mitohondrija naziva se matriks. Mitohondrije su poluautonomne organele, jer sadrže vlastiti aparat za biosintezu proteina (kružna DNK, RNK, ribozomi, aminokiseline, enzimi).

Matrix- supstanca je gušća od citoplazme, homogena.

krist mnogo u ćelijama jetre, nalaze se tijesno jedna u odnosu na drugu; manje u mišićima.

Fig.7. Struktura mitohondrija (šema)

1- glatka vanjska membrana; 2 - unutrašnja membrana; 3 - kriste; 4 - matriks (i sadrži kružni DNK molekul, mnogo ribozoma, enzima).

Veličina mitohondrija varira od 0,2 do 20 mikrona.

Broj mitohondrija varira u različite vrstećelije: od 5-7 do 2500, zavisi od funkcionalne aktivnosti ćelija. Veliki broj mitohondrija u ćelijama jetre, rad mišića (više kod mladih nego kod starih).

Položaj mitohondrija može biti ujednačen u cijeloj citoplazmi, kao što su epitelne stanice, živčane stanice, protozojske stanice, ili neravnomjeran, na primjer, u području najaktivnije stanične aktivnosti. U sekretornim ćelijama, to su područja u kojima se tajna proizvodi, u ćelijama srčanog mišića i gameta (okružuje jezgro). Strukturna veza između mitohondrija i ćelijskog jezgra pronađena je u periodima koji su prethodili deobi ćelije. Vjeruje se da se u tom periodu aktivno odvijaju procesi metabolizma i energije, koji se odvijaju prema strukturama koje liče na cijevi.

Hemijski sastav: proteini - 70%, lipidi - 25%, nukleinske kiseline (DNK, RNK - neznatno), vitamini A, B 12, B 6, K, E, enzimi.

Mitohondrije su najosetljivije organele na efekte razni faktori: lijekovi, groznica, otrovi dovode do oticanja, povećanja volumena mitohondrija, njihov matriks se ukapljuje, smanjuje se broj krista i pojavljuju se nabori na vanjskoj membrani. Ovi procesi dovode do poremećaja ćelijskog disanja i mogu postati nepovratni čestim i ekstremnim izlaganjima.

U mitohondrijima se ATP sintetizira kao rezultat procesa oksidacije organskih supstrata i fosforilacije ADP-a i sinteze steroidnih hormona.

U procesu evolucije različite ćelije su se prilagođavale životu u njima raznim uslovima i obavljanje specifičnih funkcija. To je zahtijevalo prisustvo u njima posebnih organela, koje se nazivaju specijaliziranim.

Takve organele su prisutne samo u ćelijama određenih tkiva, na primjer, miofibrili - u mišićima, neurofibrili - u živcima, tono-fibrili, cilija i flagele - u epitelu.

INKLUZIJE

Za razliku od organela, inkluzija su privremene strukture koje se pojavljuju u ćeliji u određenim periodima života ćelije. Glavno mjesto lokalizacije inkluzija je citoplazma, ali ponekad i jezgro.

Inkluzije su produkti ćelijskog metabolizma, mogu biti u obliku granula, zrna, kapi, vakuola i kristala; koristi ili sama ćelija po potrebi ili služe za ceo makroorganizam.

Inkluzije klasifikovan prema hemijski sastav:

masno: ugljeni hidrati: protein: pigmentirano:
1) u bilo kojoj ćeliji u obliku kapljica masti; 2) bela mast - specijalizovano masno tkivo odraslih; 3) smeđa mast - specijalizovano masno tkivo embriona; 4) kao rezultat patoloških procesa - masna degeneracija ćelija (jetra, srce); 5) u biljkama - seme sadrži do 70% inkluzija; 1) glikogen - u ćelijama skeletnih mišića, jetri, neuronima; 2) u ćelijama endoparazita (anaerobni tip disanja); 3) skrob - u biljnim ćelijama; 1) u jajima, ćelijama jetre, protozoama; 1) lipofuscin - pigment za starenje; 2) lipohromi - u kortikalnoj supstanci-venaprenalnom i žutom telu jajnika; 3) retinin - vizuelna ljubičasta oka; 4) melanin - u pigmentnim ćelijama; 5) hemoglobin - respiratorni - u eritrocitima;
sekretorni: mogu biti proteini, masti, ugljeni hidrati ili mešoviti i nalaze se u ćelijama odgovarajućih žlezda: 1) lojne žlezde; 2) endokrine žlezde; 3) žlezde digestivnog sistema; 4) mlečne žlezde; 5) sluz u peharastim ćelijama; 6) eterična ulja biljaka.

CEL NUCLEUS

Ćelijsko jezgro je uključeno u diferencijaciju ćelija u obliku, broju, lokaciji i veličini. Oblik jezgra često je povezan s oblikom ćelije, ali može biti i potpuno pogrešan. U sfernim, kubičnim i poliedarskim ćelijama, jezgro je obično sferno; u cilindričnom, prizmatičnom i vretenastom obliku - u obliku elipse (glatki miocit).

Slika 8. Glatki miocit

Primjer jezgra nepravilnog oblika su jezgra leukocita (segmentirani - segmentirani neutrofilni leukocit). Monociti u krvi imaju jezgro u obliku zrna.


Rice. 9. krvni monocit Rice. deset Segmentirano

neutrofilni leukocit

Većina ćelija ima jedno jezgro. Ali postoje binuklearne ćelije: ćelije jetre, hepatociti i hondrociti hrskavice, i multinuklearne: osteoklasti koštanog tkiva i megakariociti crvene koštane srži - do 100 jezgara. Nukleusi su posebno brojni u simplastima i sincitijima (prugasto-prugasta mišićna vlakna i retikularno tkivo), ali te formacije zapravo nisu ćelije.

Fig.11. Hepatocit Rice. 12.Megakariacite

Raspored jezgara je individualan za svaki tip ćelije. Obično u nediferenciranim ćelijama, jezgro se nalazi u geometrijskom centru ćelije. Sazrevanjem, akumulacijom rezervnih nutrijenata i organela, jezgro se pomiče na periferiju. Postoje ćelije u kojima jezgro zauzima oštro ekscentričan položaj. Najupečatljiviji primjer za to su bijele masne stanice, adipociti, u kojima gotovo cijeli volumen citoplazme zauzima kap masti. U svakom slučaju, bez obzira na to kako se jezgro nalazi u ćeliji, ono je gotovo uvijek okruženo zonom nediferencirane citoplazme.

Rice. 13Adipociti

Veličina jezgra zavisi od vrste ćelije i obično je direktno proporcionalna zapremini citoplazme. Odnos između volumena jezgra i citoplazme obično se izražava takozvanim nuklearno-plazmatskim (N-C) Hertwigovim omjerom: s povećanjem volumena citoplazme, povećava se i volumen jezgra. Trenutak početka diobe ćelije, očigledno, određen je promjenom omjera R-C i nastaje zbog činjenice da je samo određeni volumen jezgra u stanju kontrolirati određeni volumen citoplazme. Obično se veća jezgra nalaze u mladim tumorskim ćelijama, ćelijama koje se pripremaju za deobu. Istovremeno, volumen jezgra je karakteristika karakteristična za svako tkivo. Postoje tkiva čije ćelije imaju malo jezgro u odnosu na zapreminu citoplazme, to su ćelije tzv. citoplazmatski tip. To uključuje većinu ćelija tijela, na primjer, sve vrste epitela.

Drugi - imaju veliko jezgro, koje zauzima gotovo cijelu ćeliju i tanak rub citoplazme - ćelije nuklearna kao što su limfociti krvi.

Fig.16 Struktura jezgra (dijagram)

1- ribozomi na vanjskoj membrani; 2 - nuklearne pore; 3 - vanjska membrana; 4 - unutrašnja membrana; 5 - nuklearni omotač; (kariolema, nukleolema); 6 - perinuklearni prostor u obliku proreza; 7 - nukleolus;

8 - nuklearni sok (karioplazma, nukleoplazma); 9 - heterohromatin;

10 - euhromatin.

nuklearni omotač formiraju dvije elementarne biološke membrane, između kojih se nalazi prorez perinuklearni prostor. Nuklearni omotač služi da razgraniči intranuklearni prostor od citoplazme ćelije. Nije kontinuiran i ima najmanje rupe - pore. Nuklearna pora nastaje fuzijom nuklearnih membrana i složeno je organizirana globularno-fibrilarna struktura koja ispunjava perforaciju u nuklearnoj ovojnici. Ova tzv kompleks nuklearnih pora. Uz ivicu rupe nalaze se tri reda granula (po osam). Prvi red je uz intranuklearni prostor, drugi uz citoplazmu, a treći se nalazi između njih. Od granula odlaze fibrilarni procesi, koji se u centru spajaju uz pomoć granula i stvaraju septum, dijafragma preko pora. Broj pora nije konstantan i zavisi od metaboličke aktivnosti ćelije.

nuklearni sok- neobojena masa koja ispunjava ceo unutrašnji prostor jezgra između njegovih komponenti i koloidni je sistem i ima turgor.

Nukleoli- jedno ili više steroidnih tijela, često sasvim velika veličina(u neurocitima i oocitima). nukleoli - nucleoli- najgušća struktura jezgra, dobro se boje osnovnim bojama, jer su bogate RNK. Heterogena je po svojoj strukturi, ima fino zrnastu ili fino vlaknastu strukturu. Služi kao mjesto edukacije ribozom.

hromatin- zone guste tvari, koje se dobro uočavaju bojama, karakteristične su za ćeliju koja se ne dijeli. Kromatin ima još jednu stanje agregacije- prilikom ćelijske diobe pretvara se kondenzacijom i spiralizacijom u hromozoma. Svaki hromozom ima centromere- mesto vezivanja za niti vretena deobe tokom mitoze centromere deli hromozom na dva kraka.

Pored centromere (primarne konstrikcije), hromozom može imati sekundarna konstrikcija i razdvojen od nje satelit. Sa vanjske strane, svaki hromozom je prekriven pellicle, ispod kojeg se nalazi protein matrica. U matrici su hromatide. Hromatide se sastoje od hromost, i one iz filamenti. Skup hromozoma u svakom organizmu je hromozomski set.

Fig17. Struktura hromozoma (dijagram)

1 - centromera (primarna konstrikcija); 2-ramena; 3 - sekundarna konstrikcija; 4-satelit; 5 - pelikula; 6 - proteinski matriks; 7 - hromatin

REPRODUKCIJA ĆELIJA.

Svi živi organizmi se sastoje od ćelija. U procesu vitalne aktivnosti, dio ćelija tijela se istroši, stari i umire. Jedini način da se formiraju ćelije je podjela prethodnih. Podjela ćelija je vitalni proces za sve organizme.

Životni (ćelijski) ciklus.

Život ćelije od trenutka njenog nastanka kao rezultat deobe majčinske ćelije do njene sopstvene deobe ili smrti naziva se životni (ćelijski) ciklus. Bitna komponenta ćelijskog ciklusa je mitotički ciklus, uključujući period pripreme ćelije za diobu i samu diobu. Priprema ćelije za diobu, odnosno interfazu, je značajan dio vremena mitotičkog ciklusa i sastoji se od perioda:

1. Presintetički (postmitotski) G1 - javlja se neposredno nakon diobe ćelije. U ćelijama se odvijaju procesi biosinteze, formiraju se nove organele. Mlada ćelija raste. Ovaj period je najpromjenjiviji u trajanju.

2. Sintetički S je glavni u mitotičkom ciklusu. Dolazi do replikacije DNK. Svaki hromozom postaje dvolančan, odnosno sastoji se od dvije hromatide - identičnih molekula DNK. Osim toga, stanica nastavlja sintetizirati RNK i proteine. U ćelijama sisara koje se dijele traje oko 6-10 sati.

3. Postsintetski (premitotički) G2 je relativno kratak, u ćelijama sisara je oko 2-5 sati. U to se vrijeme udvostručuje broj centriola i mitohondrija, odvijaju se aktivni metabolički procesi, akumuliraju se proteini i energija za nadolazeću diobu. Ćelija počinje da se deli.

7.2 PODELA ĆELIJA.

Opisane su tri metode diobe eukariotskih ćelija:

1) amitoza (direktna podjela),

2) mitoza (indirektna podjela).

3) mejoza (redukcijska podjela).

7.2.1 Amitoza- ćelijska dioba bez spiralizacije hromozoma, nastala je ranije od mitoze. Na taj način se razmnožavaju prokarioti, visoko specijalizovani i ponižavajućećelije. Istovremeno, nuklearna membrana i jezgre ne nestaju, kromosomi ostaju spiralizirani.

Vrste amitoze:

1) vezanje(karakteristično za bakterije)

2) fragmentacija(megakarioblast, megakariocit)

3)pupanje(trombocitni pupoljci iz megakariocita)

Po distribuciji genetski materijal

Zračenje, degeneracija tkiva i djelovanje različitih agenasa koji ometaju ulazak stanica u mitozu dovode do diobe bez mitotičkog aparata.

Mitoza

Karakterizira ga uništavanje nuklearne membrane i nukleola, spiralizacija hromozoma. U mitozi ih ima profaza, metafaza, anafaza i telofaza.

Fig.18. Dijagram mitoze

I. profaza:

1) Oblik ćelije postaje okrugao, njen sadržaj postaje viskozniji, hromozomi poprimaju oblik dugih tankih niti uvijenih unutar jezgra. Svaki hromozom se sastoji od dvije hromatide.

2) Kromatide se postepeno skraćuju i približavaju nuklearnoj membrani, što je znak početka razaranja karioleme.

3) Razvija se vreteno: centriole se razilaze prema polovima i udvostručuju se, između njih se formiraju niti vretena podjele.

4) Dolazi do uništenja nuklearne membrane, u centru ćelije se formira zona tekuće citoplazme, gdje juri hromozomi.


kasna metafaza

Kromosomi se nižu u ekvatorijalnoj ravni, formirajući se metafizna ploča. Niti vretena su pričvršćeni za centromere hromozoma.

Postoje dvije vrste vretenastih vlakana: neka od njih su povezana s hromozomima i nazivaju se hromozomski, dok se drugi protežu od stupa do stupa i nazivaju se kontinuirano.

majčinski

IV. Telofaza.

Migracija dvije kćerke grupe hromozoma na suprotne polove ćelije je završena. rekonstrukcija jezgra i dekondenzacija hromozoma, despiraliziraju se, obnavlja se kariolema, pojavljuju se jezgre. Nuklearna fisija je završena.

Počinje citokineza (citotomija)- proces vezivanja i podjele citoplazme sa stvaranjem konstrikcije. Dolazi do "ključanja" površine ćelije zbog njenog intenzivnog rasta. Citoplazma gubi svoju viskoznost, centriole gube svoju aktivnost, organele su podijeljene otprilike na pola između stanica kćeri.

Fig.24 Citokineza

Vrste mitoza:


1) Svako tkivo je samoregulirajući sistem, s tim u vezi, broj ćelija koje su umrle u tkivu uravnotežen je brojem njihovih formiranih.

2) Postoji dnevnica ritmove mitotičke aktivnosti. Najveća mitotička aktivnost poklapa se s periodima mirovanja tkiva, a povećanje funkcije tkiva dovodi do inhibicije mitoza (kod noćnih životinja - rano ujutro, a kod životinja koje vode dnevni način života - noću).

3) Inhibicijski učinak na mitotičku aktivnost imaju hormoni stresa: adrenalin i norepinefrin, a stimulativno djelovanje hormon rasta. Promjene u mitotičkoj aktivnosti nastaju zbog promjena u trajanju interfaze. Svaka ćelija u početku ima sposobnost podjele, ali pod određenim uvjetima tu sposobnost inhibirano. Inhibicija može biti različitog stepena, sve do nepovratne.

životni vek ćelije može se smatrati periodom od jedne do druge podjele. U stabilnim populacijama ćelija, u kojima praktično nema ćelijske reprodukcije, njihov životni vek je maksimalan (jetra, nervni sistem).

Endoreprodukcija- svi slučajevi kada dođe do reduplikacije hromozoma ili replikacije DNK, ne dolazi do diobe ćelije. To dovodi do poliplodije, povećanja volumena jezgra i ćelija. Može se pojaviti s kršenjem mitotičkog aparata, opaža se iu normalnim i patološkim stanjima. Karakteristična je za ćelije jetre, urinarnog trakta.

Endomitoza nastavlja sa neuništivim nuklearnim omotačem. Reduplikacija hromozoma se dešava kao kod normalnog delanja, što rezultira stvaranjem divovskih hromozoma. Uočavaju se sve figure karakteristične za mitozu, ali se javljaju unutar jezgra. Razlikovati endoprofaza,endometafaza,endoanafaza,endotelofaza. Pošto je ljuska kernela sačuvana, rezultat je poliploidćelija. Značaj endomitoze leži u činjenici da tokom nje glavna aktivnost ćelije ne prestaje.

Citoplazma(citoplazma) je složen koloidni sistem koji se sastoji od hijaloplazme, membranskih i nemembranskih organela i inkluzija.

Hijaloplazma (od grč. hyaline - providan) je složen koloidni sistem koji se sastoji od različitih biopolimera (proteina, nukleinskih kiselina, polisaharida), koji je sposoban da pređe iz solnog (tečnog) stanja u gel i obrnuto.

¨Hijaloplazma se sastoji od vode, organskih i neorganskih jedinjenja rastvorenih u njoj i citomatriksa, predstavljenog trabekularnom mrežom proteinskih vlakana, debljine 2-3 nm.

¨Funkcija hijaloplazme je da ovo okruženje ujedinjuje sve ćelijske strukture i osigurava njihovu međusobnu hemijsku interakciju.

Većina intracelularnih transportnih procesa odvija se kroz hijaloplazmu: prijenos aminokiselina, masnih kiselina, nukleotida i šećera. U hijaloplazmi postoji stalan protok jona ka i iz plazma membrane, u mitohondrije, jezgro i vakuole. Hijaloplazma čini oko 50% ukupnog volumena citoplazme.

Organele i inkluzije. Organele su mikrostrukture koje su trajne i obavezne za sve ćelije i obezbeđuju obavljanje vitalnih ćelijskih funkcija.

Ovisno o veličini organela se dijele na:

1) mikroskopski - vidljiv pod svetlosnim mikroskopom;

    submikroskopski - razlikuje se pomoću elektronskog mikroskopa.

Prema prisustvu membrane u sastavu organela razlikuju se:

1) membrana;

    nemembranski.

Ovisno o namjeni, sve organele se dijele na:

Membranske organele

Mitohondrije

Mitohondrije su mikroskopske membranske organele opće namjene.

¨Dimenzije - debljina 0,5 mikrona, dužina od 1 do 10 mikrona.

¨Oblik - ovalan, izdužen, nepravilan.

¨Struktura - mitohondrij je ograničen sa dvije membrane debljine oko 7nm:

1)Vanjska glatka mitohondrijska membrana(membrana mitochondrialis externa), koja odvaja mitohondrije od hijaloplazme. Podjednakih je kontura, zatvorena je na način da predstavlja torbu.

    unutrašnja mitohondrijalna membrana(memrana mitochondrialis interna), koja formira izrasline, nabore (kriste) unutar mitohondrija i ograničava unutrašnji sadržaj mitohondrija – matriks. Unutrašnji deo Mitohondrije su ispunjene supstancom gustom elektronima tzv matrica.

Matrica ima fino zrnastu strukturu i sadrži tanke niti debljine 2-3 nm i granule veličine oko 15-20 nm. Lanci su molekule DNK, a male granule su mitohondrijski ribozomi.

¨Funkcije mitohondrija

1. Sinteza i akumulacija energije u obliku ATP-a nastaje kao rezultat procesa oksidacije organskih supstrata i fosforilacije ATP-a. Ove reakcije se odvijaju uz učešće enzima ciklusa trikarboksilne kiseline lokalizovanih u matriksu. Membrane krista imaju sisteme za dalji transport elektrona i povezanu oksidativnu fosforilaciju (fosforilacija ADP-a u ATP).

2. Sinteza proteina. Mitohondrije imaju autonomni sistem sinteze proteina u svom matriksu. Ovo su jedine organele koje imaju vlastite DNK molekule bez histonskih proteina. Formiranje ribozoma također se događa u mitohondrijskom matriksu, koji sintetizira niz proteina koji nisu kodirani u jezgri i koji se koriste za izgradnju vlastitih enzimskih sistema.

3. Regulacija razmjene vode.

Lizozomi

Lizozomi (lizozomi) su submikroskopske membranske organele za opće namjene.

¨Dimenzije - 0,2-0,4 mikrona

¨Oblik - ovalan, mali, sferičan.

¨Struktura - lizosomi sadrže proteolitičke enzime (poznato ih je više od 60), koji su u stanju da razgrađuju različite biopolimere. Enzimi se nalaze u zatvorenoj membranskoj vrećici, koja im sprječava ulazak u hijaloplazmu.

Postoje četiri tipa lizosoma:

    primarni lizozomi;

    Sekundarni (heterofagozomi, fagolizozomi);

    Autofagozomi

    Preostala tijela.

Primarni lizozomi- to su male membranske vezikule veličine 0,2-0,5 mikrona, ispunjene nestrukturiranom tvari koja sadrži hidrolitičke enzime u neaktivnom stanju (marker - kisela fosfataza).

Sekundarni lizozomi(heterofagozomi) ili intracelularne digestivne vakuole, koje nastaju fuzijom primarnih lizosoma sa fagocitnim vakuolama. Primarni enzimi lizozoma dolaze u kontakt sa biopolimerima i razlažu ih na monomere. Potonji se transportuju kroz membranu do hijaloplazme, gdje se ponovo koriste, odnosno uključuju se u različite metaboličke procese.

Autofagozomi (autolizozomi)- stalno se nalaze u ćelijama protozoa, biljaka i životinja. Po svojoj morfologiji svrstavaju se u sekundarne lizozome, ali s tom razlikom što ove vakuole sadrže fragmente ili čak cijele citoplazmatske strukture, kao što su mitohondrije, plastidi, ribozomi, granule glikogena.

Preostala tijela(telolizozom, corpusculum residuale) - su nerazdvojeni ostaci okruženi biološkom membranom, sadrže malu količinu hidrolitičkih enzima, sadržaj je u njima zbijen i restrukturiran. Često se sekundarna strukturalizacija nesvarenih lipida javlja u rezidualnim tijelima, a ova potonja formiraju slojevite strukture. Dolazi i do taloženja pigmentnih supstanci - pigmenta za starenje koji sadrži lipofuscin.

¨Funkcija - probava biogenih makromolekula, modifikacija produkata koje sintetiše ćelija uz pomoć hidrolaze.