Stanične inkluzije: struktura i funkcije, medicinski i biološki značaj. stanične organele

Citoplazma- obvezni dio stanice, zatvoren između plazma membrane i jezgre i predstavlja složeni heterogeni strukturni kompleks stanice, koji se sastoji od:

© hijaloplazma- glavna tvar citoplazme;

© organele- trajne komponente citoplazme;

© inkluzije- privremene komponente citoplazme.

Kemijski sastav citoplazme je raznolik. Njegova osnova je voda (60-90% ukupne mase citoplazme). Citoplazma je bogata bjelančevinama (10-20%, ponekad i do 70% ili više suhe mase), koje čine njenu osnovu. Osim proteina, citoplazma može uključivati ​​masti i tvari slične mastima (2-3%), razne organske i anorganske spojeve (po 1,5%). Citoplazma je alkalna

Jedna od karakterističnih značajki citoplazme je stalno kretanje ( cikloza). Otkriva se prvenstveno kretanjem staničnih organela, poput kloroplasta. Prestankom kretanja citoplazme stanica umire, jer samo u stalnom kretanju može obavljati svoje funkcije.

Glavna tvar 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 jezgre i svih organela. Tekući dio hijaloplazme je prava otopina iona i malih molekula, u kojoj su u suspenziji velike molekule proteina i RNA. Ovisno o prevladavanju tekućeg dijela ili velikih molekula u hijaloplazmi, razlikuju se dva oblika hijaloplazme:

© sol - više tekuće hijaloplazme;

© gel - gušću hijaloplazmu.

Među njima su mogući međusobni prijelazi: gel lako prelazi u sol i obrnuto.

Organele (organele) - stalne stanične strukture koje osiguravaju izvođenje određenih funkcija stanice. Svaki organel ima specifičnu strukturu i obavlja specifične funkcije. Ovisno o karakteristikama strukture, postoje:

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

¨ jednomembranski (endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, lizosomi, vakuole biljnih stanica);

¨ dvomembranski (mitohondriji, plastidi);

¨ nemembranske organele – nemaju strukturu membrane (kromosomi, ribosomi, stanični centar i centrioli, trepavice i bičevi s bazalnim tijelima, mikrotubule, mikrofilamenti).

Tu se nalaze organele karakteristične za sve stanice – mitohondriji, stanični centar, Golgijev aparat, ribosomi, endoplazmatski retikulum, lizosomi. Zovu se organele općeg značaja. Postoje organele koje su karakteristične samo za određene vrste stanica, specijalizirane za obavljanje određene funkcije (na primjer, miofibrile, koje osiguravaju kontrakciju mišićnih vlakana). Zovu se posebne organele.

Jednomembranski organoid, koji je sustav membrana koje tvore spremnike i kanale, povezane jedna s drugom i ograničavaju jednu unutarnji prostor - EPR šupljina. S jedne strane, membrane su povezane s vanjskom citoplazmatskom membranom, s druge strane, s vanjskom ljuskom nuklearne membrane. EPR najveći razvoj postiže u stanicama s intenzivnim metabolizmom. U prosjeku je od 30 do 50% ukupnog volumena stanice.

Postoje tri vrste EPR:

© hrapav, koji sadrži ribosome na svojoj površini i predstavlja zbirku spljoštenih vrećica;

© glatko, nesmetano, čije membrane ne nose ribosome, u strukturi je bliže cjevastom;

© str srednji- djelomično glatko, djelomično hrapavo; većinu EPR stanica predstavlja ova vrsta.

EPR funkcije:

© dijeli citoplazmu stanice u izolirane odjeljke ( odjeljci), čime se osigurava prostorno razgraničenje jedne od druge mnogih paralelnih reakcija;

© sadrži multienzimske sustave koji omogućuju korak po korak tijek biosintetskih procesa;

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

© Osigurava sintezu proteina (grubi EPR);

© akumulira u kanalima i šupljinama, a zatim prenosi proizvode biosinteze do staničnih organela;

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

Lamelarni kompleks, Golgijev kompleks (Sl. 284). Organela s jednom membranom, obično smještena u blizini stanične jezgre (u životinjskim stanicama, često u blizini središta stanice). Predstavlja hrpu spljoštenih cisterne s proširenim rubovima, koji je povezan sa sustavom malih jednomembranskih vezikula (Golgijevih mjehurića). Svaka hrpa obično se sastoji od 4-6 spremnika. Broj Golgijevih nizova u ćeliji kreće se od jednog do nekoliko stotina.

Golgijevi mjehurići uglavnom su koncentrirani na strani uz ER i duž periferije nizova. Vjeruje se da oni prenose proteine ​​i lipide u Golgijev aparat, čije se molekule, krećući se od spremnika do spremnika, kemijski modificiraju. Najvažnija funkcija Golgijevog kompleksa je uklanjanje raznih tajni (enzima, hormona) iz stanice, stoga je dobro razvijen u sekretornim stanicama. Golgijev aparat ima dvije različite strane:

© nastajanje povezan s EPR-om, budući da odatle ulaze male vezikule koje nose proteine ​​i lipide u Golgijev aparat;

© zrelo tvoreći cjevasti retikulum (mrežu), iz kojeg stalno pupaju vezikule, noseći proteine ​​i lipide u različite odjeljke stanice ili izvan nje.

Vanjski dio Golgijevog aparata konstantno se troši kao posljedica vezivanja mjehurića, a unutarnji dio se postupno formira djelovanjem EPR-a.

Funkcije Golgijevog aparata:

© transport i kemijska modifikacija tvari koje ulaze u njega;

© sinteza složenih ugljikohidrata iz jednostavnih šećera;

© stvaranje lizosoma.

Najmanji stanični organeli s jednom membranom, koji su vezikule promjera 0,2-0,8 mikrona, sadrže oko 40 hidrolitičkih enzima (proteaza, lipaza, nukleaza, fosfataza), aktivnih u blago kiselom okruženju (Sl. 285). Formiranje lizosoma događa se u Golgijevom aparatu, gdje enzimi sintetizirani u njemu dolaze iz EPR-a. Razgradnja tvari pomoću enzima naziva se liza, otuda i naziv organoida.

razlikovati:

© primarni lizosomi- lizosomi, odvojeni od Golgijevog aparata i sadrže enzime u neaktivnom obliku;

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

probavu i lizu tvari koje ulaze u stanicu (stoga se često nazivaju probavne vakuole):

¨ Produkte probave apsorbira citoplazma stanice, ali dio materijala ostaje neprobavljen. Sekundarni lizosom koji sadrži taj neprobavljeni materijal naziva se zaostalo tijelo. Egzocitozom se neprobavljene čestice uklanjaju iz stanice.

¨ Sekundarni lizosom, koji probavlja pojedinačne komponente stanice, naziva se autofagna vakuola. Dijelovi stanice koje treba uništiti okruženi su jednom membranom, obično odvojenom od glatke ER, a zatim se nastala membranska vrećica spaja s primarnim lizosomom, što rezultira stvaranjem autofagne vakuole.

Ponekad uz sudjelovanje lizosoma dolazi do samouništenja stanice. Ovaj proces se zove autoliza. To se obično događa tijekom nekih procesa diferencijacije (na primjer, zamjena hrskavice koštanim tkivom, nestanak repa u punoglavcu žabe).

Funkcije lizosoma:

© sudjelovanje u unutarstaničnoj probavi hranjivih tvari;

© uništavanje staničnih struktura i sebe tijekom starenja;

© sudjelovanje u procesima diferencijacije tijekom embrionalnog razvoja.

Dvomembranske organele eukariotske stanice koje opskrbljuju tijelo energijom (slika 286). Oni su štapićasti, filiformni, sferni, spiralni, čašičasti itd. oblik. Duljina mitohondrija je 1,5-10 mikrona, promjer 0,25-1,00 mikrona.

Broj mitohondrija u stanici jako varira, od 1 do 100 tisuća, a ovisi o njezinoj metaboličkoj aktivnosti. Broj mitohondrija se može povećati diobom, jer te organele imaju vlastitu DNK.

Vanjska membrana mitohondrija je glatka, unutarnja membrana tvori brojne invaginacije (grebene) ili cjevaste izrasline - kriste, koje imaju strogo specifičnu propusnost i aktivne transportne sustave. Broj krista može varirati od nekoliko

stanica do nekoliko stotina pa čak i tisuća, ovisno o funkciji stanice.

Oni povećavaju površinu unutarnje membrane na kojoj se nalaze multienzimski sustavi uključeni u sintezu molekula ATP-a.

Unutarnja membrana sadrži dvije glavne vrste proteina:

© proteini dišnog lanca;

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

Vanjska membrana je odvojena od unutarnje membrane međumembranskim prostorom.

Unutarnji prostor mitohondrija ispunjen je homogenom tvari - matrica. Matrica sadrži kružne molekule mitohondrijske DNA, specifične mRNA, tRNA i ribosome (prokariotski tip), koji provode autonomnu biosintezu dijela proteina koji čine unutarnju membranu. Ali većina mitohondrijskih gena preselila se u jezgru, a sinteza mnogih mitohondrijskih proteina odvija se u citoplazmi. Osim toga, tu su i enzimi koji ATP molekule. Mitohondriji se mogu razmnožavati fisijom ili odvajanjem malih fragmenata.

Funkcije mitohondrija:

© razgradnja kisikom ugljikohidrata, aminokiselina, glicerola i masnih kiselina uz stvaranje ATP-a;

© sinteza mitohondrijskih proteina.

Nemembranske organele nalaze se u stanicama svih organizama. To su mali organeli, predstavljeni globularnim česticama promjera oko 20 nm (Sl. 287). Ribosomi se sastoje od dvije podjedinice nejednake veličine – velike i male, na kojima se

može razdvojiti. Ribosomi se sastoje od proteina i ribosomske RNA (rRNA). Molekule rRNA čine 50-63% mase ribosoma i čine njegov strukturni okvir. Većina proteina je specifično povezana s određenim regijama rRNA. Neki se proteini ugrađuju u ribosome tek tijekom sinteze proteina.

Postoje dvije glavne vrste ribosoma: eukariotski (s konstantama sedimentacije cijelog ribosoma - 80S, mala podjedinica - 40S, veliki - 60S) i prokariotski (odgovara

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

Ovisno o mjestu u ćeliji postoje

© slobodnih ribosoma- ribosomi smješteni u citoplazmi, sintetiziraju proteine ​​za vlastite potrebe stanice;

© pričvršćeni ribosomi- ribosomi povezani velikim podjedinicama s vanjskom površinom ER membrana, sintetizirajući proteine ​​koji ulaze u Golgijev kompleks, a potom ih izlučuje stanica.

Tijekom biosinteze proteina, ribosomi mogu "raditi" pojedinačno ili se kombinirati u komplekse - poliribosomi (polisomi). U takvim kompleksima oni su međusobno povezani jednom molekulom mRNA.

Eukariotski ribosomi nastaju u nukleolu. Najprije se rRNA sintetiziraju na nukleolarnoj DNA, koja se zatim prekriva ribosomskim proteinima koji dolaze iz citoplazme, cijepaju se do željene veličine i tvore podjedinice ribosoma. U jezgri nema potpuno formiranih ribosoma. Udruživanje podjedinica u cijeli ribosom događa se u citoplazmi, u pravilu, tijekom biosinteze proteina.

Jedna od značajki eukariotske stanice je prisutnost u njenoj citoplazmi skeletnih formacija u obliku mikrotubula i snopova proteinskih vlakana. Elementi citoskeleta, usko povezani s vanjskom citoplazmatskom membranom i nuklearnom membranom, tvore složene spletove u citoplazmi.

Citoskelet se sastoji od mikrotrabekularnog sustava, mikrotubula i mikrofilamenata.

Citoskelet određuje oblik stanice, sudjeluje u kretnjama stanice, u diobi i kretnjama same stanice, u unutarstaničnom transportu organela i pojedinih spojeva. Mikrofilamenti također obavljaju funkciju ojačanja stanica.

Mikrotrabekularni sustav je mreža tankih fibrila - trabekula (poprečnih greda), na mjestima sjecišta ili spajanja krajeva kojih se nalaze ribosomi.

Mikrotrabekularni sustav je dinamična struktura: pod promjenjivim uvjetima može se raspasti i ponovno sastaviti.

Funkcije mikrotrabekularne mreže:

© služi kao oslonac staničnih organela;

© osigurava komunikaciju između pojedinih dijelova stanice;

© usmjerava unutarstanični transport.

Stijenka mikrotubula uglavnom je građena od spiralno naslaganih proteinskih podjedinica tubulina. Smatra se da centrioli, bazalna tijela bičeva i trepetljika te centromeri kromosoma mogu imati ulogu matrice (organizatora mikrotubula).

Funkcije mikrotubula:

© zajedno s mikrotrabekularnim sustavom obavljaju potpornu funkciju;

© dati stanici određeni oblik;

© čine diobeno vreteno;

© osigurati divergenciju kromosoma do polova stanice;

© odgovorni su za kretanje staničnih organela;

© sudjeluju u unutarstaničnom transportu, sekreciji, formiranju stanične stijenke;

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

Centriola je cilindar (dužine 0,3 μm i promjera 0,1 μm), čiju stijenku čini devet skupina od po tri srasla mikrotubula (9 tripleta) međusobno povezanih u određenim razmacima poprečnim vezama. Često su centrioli upareni, gdje se nalaze pod pravim kutom jedan prema drugom. Ako centriol leži na bazi cilije ili flageluma, tada se zove bazalno tijelo.

Gotovo sve životinjske stanice imaju par centriola, koji su srednji element centrosom, ili stanično središte(Slika 288). Prije dijeljenja, centrioli divergiraju na suprotne polove i blizu svakog od njih

nastaje kći centriol. Iz centriola smještenih na različitim polovima stanice nastaju mikrotubule koje rastu jedna prema drugoj. One tvore mitotičko vreteno koje pridonosi ravnomjernoj raspodjeli genetskog materijala između stanica kćeri i središte su organizacije citoskeleta. Dio niti vretena pričvršćen je na kromosome. U stanicama viših biljaka stanično središte nema centriole.

Centriole su samoreproduktivne organele citoplazme. Nastaju kao rezultat umnožavanja postojećih. To se događa kada se centrioli razilaze. Nezreli centriol sadrži 9 pojedinačnih mikrotubula; očito je svaki mikrotubul predložak za sklapanje tripleta karakterističnih za zreli centriol.

To su dlakaste tvorevine debljine oko 0,25 mikrona, građene od mikrotubula, kod eukariota su samo po dužini prekrivene trepetljikama.

Trepetljike i bičevi su organele za kretanje stanica mnogih vrsta. Trepetljike i flagele najčešće se nalaze u bakterijama, nekim protozoama, zoosporama i spermatozoidima. Bakterijske bičeve imaju drugačiju strukturu od eukariotskih bičeva.

Trepetljike i bičeve tvore devet dvostrukih mikrotubula koji tvore stijenku cilindra prekrivenu membranom; u središtu su dvije pojedinačne mikrotubule. Ova struktura tipa 9+2 karakteristična je za cilije i bičeve gotovo svih eukariotskih organizama, od protozoa do ljudi.

Trepetljike i bičevi ojačani su u citoplazmi bazalnim tijelima koja leže u bazi ovih organela. Svako bazalno tijelo sastoji se od devet tripleta mikrotubula; u središtu nema mikrotubula.

Mikrofilamenti su predstavljeni nitima promjera 6 nm, koje se sastoje od proteina aktina, bliskog aktinu mišića. Aktin je 10-15% ukupno stanični protein. U većini životinjskih stanica, gusta mreža aktinskih filamenata i njihovih povezanih proteina formira se ispod same plazma membrane. Ova mreža površinskom sloju stanice daje mehaničku čvrstoću i omogućuje stanici promjenu oblika i kretanje.

Osim aktina, u stanici se nalaze i miozinske niti. Međutim, njihov broj je znatno manji. Zbog međudjelovanja aktina i miozina dolazi do kontrakcije mišića.

Mikrofilamenti su povezani s kretanjem cijele stanice ili njezinih pojedinačnih struktura unutar nje. U nekim slučajevima kretanje osiguravaju samo aktinski filamenti, u drugima aktin zajedno s miozinom.

Inkluzije su privremene komponente citoplazme, ponekad se pojavljuju, ponekad nestaju. U pravilu se nalaze u stanicama u određenim fazama životnog ciklusa. Specifičnost inkluzija ovisi o specifičnosti odgovarajućih stanica tkiva i organa. Inkluzije se uglavnom nalaze u biljnim stanicama. Mogu se pojaviti u hijaloplazmi, raznim organelama, rjeđe u staničnoj stijenci.

Funkcionalno, inkluzije su:

© ili privremeno uklonjeni iz metabolizma stanica spoja (rezervne tvari - zrnca škroba, kapi lipida i naslage proteina);

© ili finalni proizvodi izmjena (kristali pojedinih tvari).

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

Nastaju samo u plastidnoj stromi živih stanica. Tijekom fotosinteze nastaje zeleno lišće asimilacija, ili primarniškrob. Asimilacijski škrob se ne nakuplja u lišću i, brzo hidrolizirajući do šećera, otječe u dijelove biljke u kojima se nakuplja. Tamo se ponovno pretvara u škrob, koji se zove sekundarni. Sekundarni škrob također nastaje izravno u gomoljima, rizomima, sjemenkama, odnosno tamo gdje se taloži u zalihama. Onda ga pozovu rezervni. Leukoplasti koji skladište škrob nazivaju se amiloplasti.

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

Nalazi se u gotovo svim biljnim stanicama. Njima su najbogatije sjemenke i plodovi. Masna ulja u obliku lipidnih kapljica drugi su najvažniji (nakon škroba) oblik rezervnih nutrijenata. Sjemenke nekih biljaka (suncokreta, pamuka i dr.) mogu sakupiti do 40% ulja po masi suhe tvari.

Lipidne kapi, u pravilu, nakupljaju se izravno u hijaloplazmi. To su kuglasta tijela obično submikroskopske veličine.

Kapljice lipida mogu se nakupljati i u leukoplastima koji se tzv elaioplasti.

Proteinske inkluzije nastaju u različitim staničnim organelama u obliku amorfnih ili kristalnih naslaga različitih oblika i struktura. Najčešće se kristali nalaze u jezgri – u nukleoplazmi, ponekad u perinuklearnom prostoru, rjeđe u hijaloplazmi, stromi plastida, u produžecima EPR tankova, matriksu peroksisoma i mitohondrijima. Vakuole sadrže i kristalne i amorfne proteinske inkluzije. Najveći broj proteinskih kristala nalazi se u skladišnim stanicama suhog sjemena u obliku tzv aleuronskižitarica ili proteinska tijela.

Skladišne ​​proteine ​​sintetiziraju ribosomi tijekom razvoja sjemena i talože u vakuolama. Kada sjemenke sazriju, uz njihovu dehidraciju, proteinske vakuole se suše i protein kristalizira. Kao rezultat toga, u zrelom suhom sjemenu, proteinske vakuole se pretvaraju u proteinska tijela (aleuronska zrna).

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

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

Osim kalcijevog oksalata, u stanicama se mogu nakupljati kristali kalcijevog karbonata i silicija.

Jezgra

Najvažnija komponenta eukariotskih stanica. Stanica bez jezgre ne postoji dugo vremena. Jezgra također nije sposobna samostalno postojati.

Većina stanica ima jednu jezgru, ali postoje i višejezgrene stanice (kod brojnih protozoa, u skeletnim mišićima kralješnjaka). Broj jezgri može doseći nekoliko desetaka. Neke visoko specijalizirane stanice gube svoju jezgru (eritrociti sisavaca i stanice sitastih cjevčica u kritosjemenjača).

Oblik i veličina staničnih jezgri su različiti. Tipično, jezgra ima promjer od 3 do 10 µm. Forma je u većini slučajeva povezana s formom

stanice, ali se često od njega razlikuje. U pravilu ima sferni ili ovalni oblik, rjeđe može biti segmentiran, fusiforman.

Glavne funkcije kernela su:

© pohranjivanje genetskih informacija i njihov prijenos na stanice kćeri u procesu diobe;

© kontrola vitalne aktivnosti stanica reguliranjem sinteze različitih proteina.

Jezgra uključuje (Sl. 289):

© nuklearna ovojnica;

© karyoplasm (nukleoplazma, jezgrin sok);

© kromatin;

© jezgrice.

Jezgra je od ostatka citoplazme omeđena nuklearnom membranom koja se sastoji od dvije membrane tipične strukture. Između membrana nalazi se uski razmak ispunjen polutekućom tvari, - perinuklearni prostor. Ponegdje se obje membrane spajaju jedna s drugom, tvoreći nuklearne pore kroz koje se odvija izmjena 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, unutarnja membrana je glatka. Jezgrina ovojnica je dio sustava stanične membrane. Izdanci vanjske nuklearne membrane povezani su s kanalima endoplazmatskog retikuluma, tvoreći jedinstveni sustav komunikacijskih kanala.

Karioplazma- unutarnji sadržaj jezgre. To je matriks sličan gelu u kojem se nalazi kromatin i jedna ili više jezgrica. Sastav nuklearnog soka uključuje različite proteine ​​(uključujući nuklearne enzime), slobodne nukleotide, kao i otpadne proizvode jezgrice i kromatina.

Treća struktura karakteristična za jezgru stanice je jezgrica, što je zaobljeno gusto tijelo uronjeno u nuklearni sok. Broj jezgrica ovisi o funkcionalnom stanju jezgre i može varirati od 1 do 5-7 ili više (čak iu istoj stanici). Jezgrice se nalaze samo u jezgrama koje se ne dijele, tijekom mitoze nestaju, a nakon završetka diobe ponovno se pojavljuju. Jezgrica nije neovisna struktura jezgre. Nastaje kao rezultat koncentracije kromosomskih dijelova u određenom području karioplazme koji nose informacije o strukturi rRNA. Ovi dijelovi kromosoma nazivaju se nukleolarni organizatori. Sadrže brojne kopije gena koji kodiraju rRNA. Budući da se u jezgrici intenzivno odvija proces sinteze rRNK i formiranje podjedinica ribosoma, možemo reći da je jezgrica nakupina rRNK i ribosoma u različitim fazama formiranja.

kromatin nazivaju se grudice, granule i mrežaste strukture jezgre, intenzivno obojene nekim bojama i koje se razlikuju po obliku od jezgrice. Kromatin je molekula DNA povezana s proteinima – histonima. Ovisno o stupnju spiralizacije razlikuju se:

© eukromatin - despiralizirani (neupleteni) dijelovi kromatina, koji izgledaju poput tankih niti, ne mogu se razlikovati svjetlosnim mikroskopom, slabo su obojeni i genetski aktivni;

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

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

Tijekom stanične diobe, zavojnice DNA i strukture kromatina tvore kromosome.

Kromosomi nazvane stalne komponente stanične jezgre, koje imaju posebnu organizaciju, funkcionalnu i morfološku specifičnost, sposobne za samoreprodukciju i očuvanje svojstava tijekom ontogeneze. Kromosomi su guste strukture koje intenzivno boje (otuda im i ime). Prvi su ih otkrili Fleming (1882.) i Strassburger (1884.). Izraz "kromosom" skovao je Waldeyer 1888. godine.

Funkcije kromosoma:

© pohranjivanje nasljednih informacija;

© korištenje nasljednih informacija za stvaranje i održavanje stanične organizacije;

© regulacija čitanja nasljednih informacija;

© samoudvostručenje genetskog materijala;

© prijenos genetskog materijala iz stanice majke u kćer.

Glavne kemijske komponente kromosoma su DNA (40%) i proteini (60%). Glavna komponenta kromosoma je DNA, budući da su nasljedne informacije kodirane u njegovim molekulama, dok proteini obavljaju strukturne i regulatorne funkcije.

Postoje dva glavna oblika kromosoma povezana s određenim fazama i razdobljima mitotskog ciklusa:

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

© međufaza, koji odgovara kromatinu jezgri interfaznih stanica i predstavlja više ili manje labavo smještene nitaste formacije i grudice.

Reorganizacija kromosoma događa se u procesu spiralizacije (kondenzacije) ili despiralizacije (dekondenzacije). U stanicama koje se ne dijele, kromosomi su u dekondenziranom stanju, jer se samo u tom slučaju mogu pročitati informacije ugrađene u njih. Tijekom stanične diobe spiralizacijom se postiže gusto pakiranje nasljednog materijala, što je važno za kretanje kromosoma tijekom mitoze. Ukupna duljina DNK ljudske stanice je 2 metra, dok je ukupna duljina svih kromosoma stanice samo 150 mikrona.

Sve informacije o kromosomima dobivene su proučavanjem metafaznih kromosoma. Svaki metafazni kromosom ima dva kromatide, koji su kromosomi kćeri (slika 290). Odvajaju se tijekom mitoze. u stanice kćeri i postaju neovisni kromosomi. Kromatide- visoko spiralizirane identične molekule DNA, tvoreći

nastalih replikacijom. Međusobno su povezani u području primarne konstrikcije ( centromere), na koje su pričvršćene niti fisijskog vretena. Fragmenti na koje primarno suženje dijeli kromosom nazivaju se ramena, a krajevi kromosoma - telomeri. Telomere štite krajeve kromosoma od sljepljivanja, čime pridonose očuvanju cjelovitosti kromosoma. Ovisno o položaju centromere, razlikuju se (slika 291):

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

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

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

Neki kromosomi imaju sekundarna suženja koji nastaju u područjima nepotpune kondenzacije kromatina. Oni su nukleolarni organizatori. Ponekad je sekundarna konstrikcija vrlo duga i odvaja mali dio od glavnog tijela kromosoma - satelit. Takvi se kromosomi nazivaju satelit.

Kromosomi imaju individualne karakteristike: duljinu, položaj centromera, oblik.

Svaka vrsta živih organizama ima određeni i stalni broj kromosoma u svojim stanicama. Kromosomi jezgre jedne stanice uvijek su upareni. Svaki par čine kromosomi iste veličine, oblika, položaja primarnih i sekundarnih suženja. Takvi se kromosomi nazivaju homologni. Ljudi imaju 23 para homolognih kromosoma. Skup kvantitativnih (broj i veličina) i kvalitativnih (oblik) obilježja kromosomske garniture somatske stanice naziva se kariotip. Broj kromosoma u kariotipu uvijek je paran, budući da somatske stanice imaju dva kromosoma istog oblika i veličine: jedan je očinski, a drugi majčin. Kromosomski set je uvijek specifičan za vrstu, odnosno karakterističan je samo za određenu vrstu organizma. Ako u jezgri stanica kromosomi tvore homologne parove, tada se takav skup kromosoma naziva diploidan(dvostruko) i označavaju - 2n. Količina DNA koja odgovara diploidnom skupu kromosoma označena je kao 2c. Za somatske stanice karakterističan je diploidni set kromosoma. U jezgrama zametnih stanica svaki je kromosom predstavljen u jednini. Taj se skup kromosoma naziva haploidan(jednostruko) i označavaju - n. Kod čovjeka diploidni set sadrži 46 kromosoma, a haploidni set sadrži 23.

Zajedno s membranskim i nemembranskim organelama u citoplazmi se nalaze stanične inkluzije, koje su nepostojani elementi stanice. Pojavljuju se i nestaju tijekom njegovog životnog ciklusa.

Što se odnosi na stanične inkluzije, koja je njihova uloga u stanici?

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

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

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

Klasifikacija staničnih inkluzija:

  • Trofički (škrob, glikogen, lipidi);
  • sekretorni (uključivanja gušterače, endokrinih organa);
  • izlučivanje (granule mokraćne kiseline);
  • pigment (melanin, bilirubin);
  • nasumično (lijekovi, silicij);
  • mineral (soli kalcija).

Struktura i funkcije

masna inkluzije se često nakupljaju u citoplazmi kao male kapljice. Oni su karakteristični za jednoćelijske, na primjer, cilijate. Kod viših životinja kapljice lipida nalaze se u masnom tkivu. Prekomjerno nakupljanje masnih inkluzija dovodi do patoloških promjena u organima, na primjer, uzrokuje masnu degeneraciju jetre.

polisaharidi imaju zrnastu strukturu raznih oblika i veličine. Njihove najveće nakupine nalaze se u stanicama poprečno-prugaste muskulature i jetrenog tkiva.


Proteinske inkluzije nisu česti, uglavnom su hranjiva tvar u jajima (pod mikroskopom se vide svakakve pločice, štapići).

Pigment lipofuscin - to su inkluzije žute ili smeđe boje koje se nakupljaju u stanicama tijekom života. Pigment hemoglobin dio je crvenih krvnih stanica. Rhodopsin - čini štapiće mrežnice osjetljivima na svjetlost.

Građa i funkcije staničnih uključaka
Skupina Karakteristično
TrofičkiTo uključuje proteine, masti i ugljikohidrate. Glikogen se nalazi u životinjskim stanicama, posebice u jetri i mišićnim vlaknima. Kod opterećenja i potrošnje velike količine energije koristi se u prvom redu. Biljke skladište škrob kao glavni izvor prehrane.
ekskretorniTo su produkti metabolizma stanice koji iz nje nisu uklonjeni. Tu spadaju i strani agensi koji su prodrli u unutarstanični prostor. Takve inkluzije apsorbiraju i obrađuju lizosomi.
SekretorniNjihova sinteza odvija se u posebnim stanicama, a zatim se izvode kroz kanale ili protokom limfe i krvi. Sekretorna skupina uključuje hormone.
PigmentPonekad su predstavljeni metaboličkim produktima: granulama lipofuscina ili nakupinama hemosiderina. Nalazi se u melanocitima, stanicama označenim bojama. Oni obavljaju zaštitnu funkciju, sprječavajući djelovanje sunčeve svjetlosti. Kod najjednostavnijih vrsta melanociti se nalaze u mnogim organima, što životinjama daje drugačiju boju. Kod ljudi se glavna masa pigmentnih stanica nalazi u epidermisu, dijelom u šarenici oka.
SlučajnoNalazi se u stanicama sposobnim za fagocitozu. Uhvaćene bakterije koje se slabo probavljaju ostaju u citoplazmi kao granule.
mineralTo uključuje soli Ca, koje se talože smanjenjem aktivnosti organa. Povreda metabolizma iona također dovodi do nakupljanja soli u matrici mitohondrija.

Biološko i medicinsko značenje staničnih inkluzija

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

Na primjer, razvoj nasljedne Pompeove bolesti posljedica je nedostatka enzima kisela maltaza, kao rezultat, glikogen se zagrijava u stanicama, što dovodi do distrofije živčanog i mišićnog tkiva.

U citoplazmi se mogu nakupljati tvari karakteristične za stanicu, kao i strane tvari koje se inače ne pojavljuju (amiloidoza bubrega). Tijekom starenja organizma lipofuscin se nakuplja u svim stanicama, što služi kao marker funkcionalne inferiornosti stanica.

Po čemu se organele razlikuju od staničnih inkluzija?

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

Uključivanja - to su komponente stanice koje mogu dolaziti i odlaziti tijekom svog životnog vijeka.

Organele i inkluzije

Nemembranske organele:

MITOHONDRIJI

(mitos - nit; chondr - zrno)

Otvoren krajem prošlog stoljeća. Pomoću elektronskog mikroskopa razjašnjena je njihova struktura.

Prekriven je dvjema membranama između kojih se nalazi međumembranski prostor. Vanjska membrana je porozna. Na unutarnjoj membrani nalaze se kriste, na kojima se nalaze ATP-some (posebne strukture - čestice s enzimima) u kojima se odvija sinteza ATP-a. Unutra se nalazi matriks, gdje se nalaze DNA lanci, ribosomske granule, i-RNA, t-RNA i čestice elektronske gustoće, gdje se nalaze Ca i Mg kationi.

Matrica sadrži enzime koji razgrađuju produkte glikolize (anaerobne oksidacije) na CO 2 i H. Vodikovi ioni ulaze u ATP-some i spajaju se s kisikom u vodu. Energija koja se oslobađa u tom procesu koristi se u reakciji fosforilacije uz stvaranje ATP-a. ATP se može razgraditi na ADP i fosforni ostatak, kao i energiju koja se koristi za izvođenje sintetskih procesa.

Dakle, mitohondriji su povezani s proizvodnjom energije kroz sintezu ATP-a, zbog čega se smatraju energetskim stanicama stanica. Prisutnost DNA i ribosoma ukazuje na autonomnu sintezu nekih proteina. Životni vijek mitohondrija u neuronima je od 6 do 30 dana. Novo stvaranje mitohondrija nastaje pupanjem i stvaranjem suženja, nakon čega slijedi dioba na dva dijela. Broj mitohondrija je od 1000 do 3000, au jajima do 300 000 (njihov se gubitak nadoknađuje diobom i pupanjem).

ENDOPLAZMATSKI RETIKULUM

To je sustav spljoštenih cisterni, tubula i vezikula, koji zajedno stvaraju membransku mrežu citoplazme stanica. Ako su ribosomi pričvršćeni na vanjsku površinu, tada je mreža granularna (hrapava), bez ribosoma - agranularna. Glavna funkcija endoplazmatskog retikuluma je nakupljanje, izolacija i transport stvorenih tvari. U granularnoj mreži događa se sinteza proteina, u agranularnoj mreži - sinteza i razgradnja glikogena, sinteza steroidnih hormona (lipida), neutralizacija toksina, kancerogenih tvari itd. U mišićnim vlaknima i stanicama glatkog mišićnog tkiva, endoplazmatski retikulum je depo Ca. Tvari nastale u mreži ulaze u Golgijev kompleks.

GOLGI KOMPLEKS

Otvoren je 1898. godine. Znanstvenici su došli do zaključka da ovaj organoid selektivno koncentrira tvari sintetizirane u stanici. Golgijev kompleks sastoji se od spljoštenih cisterni ili vrećica; 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 zatim uklanjaju iz stanice.

Golgijev kompleks nastaje odozdo na površini koja se formira od fragmenata (transportnih vezikula) endoplazmatskog retikuluma koji se nalazi ispod njega. Fragmenti se odvajaju, spajaju i formiraju vrećice ili cisterne. U spremnicima Golgijevog kompleksa dolazi i do sinteze glikoproteina, tj. modifikacija proteina spajanjem polisaharida s proteinima i stvaranjem lizosoma. Sudjeluje u stvaranju membrana, pokrenutih u endoplazmatskom retikulumu.

LIZOSOM

Otvoreni su 1955. godine. Izgledaju kao mjehurići omeđeni membranom. Utvrđeni su prisustvom hidrolitičkih enzima (kisela fosfataza). Njihova glavna funkcija je cijepanje tvari koje dolaze izvana, kao i organela i inkluzija tijekom obnove ili sa smanjenjem funkcionalne aktivnosti (kao i cijele stanice u uvjetima involucije organa - na primjer, involucija maternice nakon porođaj). Dakle, lizosomi su probavni sustav stanice.

Postoje 4 oblika lizosoma:

1. Primarne - skladišne ​​granule.

2. Sekundarni (fagolizosomi), u kojima dolazi do aktivacije enzima i lize tvari.

3. Autofagosomi – hidroliza unutarstaničnih struktura.

4. Zaostala tjelešca, čiji se sadržaj egzocitozom uklanja iz stanice.

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

PEROKSIZOMI

To su sferne strukture promjera 0,3-1,5 mikrona. Njihova matrica može biti amorfna, granularna i kristalna. Potječu iz endoplazmatskog retikuluma i nalikuju lizosomima, samo manje gustoće elektrona. Sadrže enzim katalazu koji uništava perokside nastale razgradnjom lipida koji su toksični za stanicu, remete funkciju membrana.

Nemembranske organele:

RIBOSOM

To su strukture koje su povezane sa sintezom proteina. Nastaju u jezgrici i sastoje se od ribosomskog proteina koji dolazi iz citoplazme i ribosomske RNA sintetizirane u jezgrici. U strukturi ribosoma postoje velike i male podjedinice vezane ionima Mg. Ribosomi su ili slobodno smješteni u citoplazmi ili u obliku malih nakupina (polisoma), ili su povezani s endoplazmatskim retikulumom.

Slobodni ribosomi i polisomi nalaze se u mladim stanicama i sintetiziraju proteine ​​za rast stanice, dok ribosomi na endoplazmatskom retikulumu sintetiziraju proteine ​​za izvoz. Za sintezu proteina potrebno je: ​​1) aminokiseline (ima ih 20); 2) Inf-RNA (nastaje u jezgri, na njoj se nalaze trinukleotidi koji čine kod; 3) prijenosna RNA i 4) niz enzima.

CITOSKELET

Dugo vremena znanstvenici nisu znali što održava red u stanici i ne dopušta njenom sadržaju da se skupi, što uzrokuje pomicanje citoplazme, promjenu oblika, sve dok nije izumljen elektronski mikroskop. Postalo je jasno da prostor između jezgre i unutarnje površine plazma membrane ima uređenu strukturu. Prvo, pregrađen je i podijeljen na odjeljke uz pomoć unutarnjih membrana, a drugo, unutarstanični prostor ispunjen je raznim filamentima - proteinskim vlaknima poput niti koje čine kostur. Prema promjeru ova vlakna su podijeljena na mikrotubule, mikrofibrila i intermedijarni filamenti. Ispostavilo se da su mikrotubule šuplji cilindri koji se sastoje od proteina tubulina; mikrofibrile - duge fibrilarne strukture koje se sastoje od proteina aktina i miozina; i srednji - od različitih proteina (u epitelu - keratin, itd.) Mikrotubule i mikrofibrile osiguravaju motoričke procese u stanici i sudjeluju u funkciji potpore. Intermedijarni filamenti obavljaju samo potpornu funkciju.

NA novije vrijeme znanstvenici su otkrili četvrtu komponentu citoskeleta - tanke filamente, koji osiguravaju vezu između glavnih komponenti citoskeleta. Oni prožimaju cijelu citoplazmu, tvoreći rešetke i, moguće, uključeni su u prijenos signala od površine stanice do jezgre.



U formiranju sudjeluju mikrotubule centriole, predstavljen kao dva cilindra okomita jedan na drugi. Cilindri se sastoje od 9 tripleta mikrotubula (9 x 3)+0. Sateliti su povezani s centriolima, koji su središta sklopa diobenog vretena. Oko centriola radijalno su raspoređene tanke fibrile koje tvore centrosferu. Zajedno se nazivaju stanično središte.

U pripremi za diobu centrioli se udvostruče. Dva centriola se razilaze, a u blizini svakog formira se jedna nova kćer. Parovi idu na stupove. Istodobno, stara mreža mikrotubula nestaje i zamjenjuje se mitotskim vretenom, koje se također sastoji od mikrotubula, ali od jednostrukih neudvostručenih (9 x 1) + 0. Sve to radi stanični centar.

Mikrotubule sudjeluju u formiranju cilija i flagela. Formula cilija i aksonema repa spermija je (9 x 2) + 2, a formula bazalnog tijela na bazi cilija je (9 x 3) + 0. Trepetljike i flagele osim tubulina sadrže denein. . Ako nema jednog ili dva središnja tubula, tada se cilije i flagele ne pomiču. To 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 služiti i nakon smrti stanice (dlake).

UKLJUČIVANJA

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

JEZGRA

To je bitna komponenta punopravne stanice. Pruža dvije funkcije:

1. Pohranjivanje i prijenos genetskih informacija.

2. Implementacija informacija za osiguranje sinteze proteina.

Nasljedne informacije pohranjene su u obliku nepromijenjenih struktura DNK. U jezgri se događa reprodukcija ili reduplikacija molekula DNA (udvostručenje), što omogućuje da dvije stanice kćeri tijekom mitoze prime istu količinu genetskih informacija.

Na molekulama DNA transkripcija raznih RNK ​​informacija, transportna i ribosomska.

odvija u jezgri stvaranje podjedinica ribosoma spajanjem ribosomske RNA s ribosomskim proteinima sintetiziranim u citoplazmi i prenesenim u jezgru. Stanice bez jezgre nisu u stanju sintetizirati proteine ​​(na primjer, crvene krvne stanice). Kršenje bilo koje funkcije jezgre dovodi do smrti stanice.

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

Ljuska ima nuklearne pore (kompleks pora), promjera 80-90 nm. U području pora dolazi do spajanja membrana. Unutar pore nalaze se tri reda od po 8 granula (proteinskih globula). U središtu se također nalazi granula, a sa svakom od 24 granule povezana je tankim nitima (fibrilama) tvoreći mrežicu. Kroz njega prolaze mikromolekule iz jezgre u jezgru. Broj pora može varirati ovisno o aktivnosti jezgre.

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

Unutarnja membrana ima vezu s gustom pločom, koja je gusta mreža proteinskih fibrila koje su povezane s fibrilama karioplazme. Ploča i fibrilarni sustav obavljaju potpornu funkciju. Gusta ploča uz pomoć posebnih proteina povezana je s dijelovima kromosoma i osigurava redoslijed njihovog položaja tijekom interfaznog razdoblja.

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

Karioplazma- tvar bez strukture, sadrži različite proteine ​​(nukleoproteine, glikoproteine, enzime i spojeve koji sudjeluju u sintezi nukleinskih kiselina, proteina i drugih tvari). Granule ribonukleoproteina vidljive su pod velikim povećanjem. Identificirani su produkti metabolizma proteina, glikolitički enzimi i drugi.

Kromatin- gusta, dobro obojena tvar. Predstavljen je skupom kromosoma. Kromosomi su stalno prisutni, ali su vidljivi samo tijekom mitoze, jer se snažno spiraliziraju i zadebljaju. U interfaznoj jezgri se despiraliziraju i nisu vidljive. Sačuvana kondenzirana područja nazivaju se heterokromatin, a dekondenzirana područja nazivaju se eukromatin, u kojima se aktivno radi na sintezi tvari. Puno eukromatina obično je u mladim stanicama.

Kromatin se sastoji od DNK (30-40%), proteina (60-70%) i male količine RNK (tj. deoksiribonukleoproteina). Molekula DNA je dvostruka spirala, s različitim dušičnim bazama.Proteini su predstavljeni histonima i nehistonima. Histoni (osnovni) obavljaju strukturnu funkciju, osiguravajući presavijanje DNA. Nehistoni tvore matriks u interfaznoj jezgri i reguliraju sintezu nukleinskih kiselina.

jezgrica- tijelo zaobljenog oblika unutar jezgre. Ovo je mjesto formiranja ribosomske RNA i stvaranja ribosoma. Nukleolarni organizatori su dijelovi kromosoma (ili DNA) koji sadrže gene koji kodiraju sintezu ribosomske RNA. Ta su mjesta uz površinu nukleolusa u obliku kondenziranog kromatina, gdje se sintetizira prekursor RNA. U zoni nukleolusa, prekursor je presvučen proteinom, tvoreći podjedinice ribosoma. Ulazeći u citoplazmu, dovršavaju svoju formaciju i sudjeluju u procesu sinteze proteina.

Jezgrica se sastoji od: nukleolarnog kromatina, fibrilarne (RNA filamenti) i granularne (granule ribosoma koji stvaraju RNA) strukture koje se sastoje od nukleoproteina. Fibrilarna i granularna komponenta tvore jezgričastu nit (nukleolonem).

Citoplazma je unutarnji sadržaj stanice i sastoji se od glavne tvari ili hijaloplazme i različitih unutarstaničnih struktura smještenih u njoj.

Hijaloplazma (matriks) je vodena otopina anorganski i organska tvar, sposoban mijenjati svoju viskoznost i biti u stalnom kretanju. Sposobnost kretanja, odnosno protok citoplazme, naziva se cikloza. Matrica je aktivni medij u kojem se odvijaju mnogi kemijski i fiziološki procesi i koji ujedinjuje sve komponente stanice u jedinstven sustav.

Citoplazmatske strukture stanice predstavljene su inkluzijama i organelama.

Organele su stalne i nezamjenjive komponente većine stanica, imaju specifičnu strukturu i obavljaju vitalne funkcije. Organoidi su opće i posebne namjene.

Organele općeg značaja prisutne su u svim stanicama, a ovisno o strukturnim značajkama dijele se na nemembranske, jednomembranske i dvomembranske.

Organele od posebne važnosti prisutne su samo u stanicama pojedinih tkiva; na primjer, miofibrile u mišićnom tkivu, neurofibrile u živčanom tkivu.

nemembranske organele.

U ovu skupinu spadaju ribosomi, mikrotubule i mikrofilamenti te stanično središte.

RIBOZOMI.

Ribosomi - vrlo male organele, prisutne u svim vrstama stanica. Imaju zaobljeni oblik, sastoje se od približno jednakih količina rRNA i proteina i predstavljeni su s dvije podjedinice: velikom i malom. Između podjedinica je prostor u koji se veže mRNA.

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

Funkcija ribosoma je sastavljanje proteinskih molekula.

Tijekom aktivne sinteze proteina nastaju poliribosomi. Poliribosomi- kompleks ribosoma (od 5 do 70 ribosoma). Između pojedinih ribosoma postoji veza koja se ostvaruje uz pomoć molekula mRNA.

Riža. 5. Građa ribosoma (shema)

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

MIKROCIJEVICE I MIKROFILAMENTI

Mikrotubule i mikrofilamenti nitaste strukture građene od različitih kontraktilnih proteina. Mikrotubule izgledaju poput dugih šupljih cilindara, čije su stijenke sastavljene od proteina – tubulina. Mikrofilamenti su vrlo tanke, duge, filamentozne strukture sastavljene od aktina i miozina. Mikrotubule i mikrofilamenti prodiru u cijelu citoplazmu stanice, tvoreći njezin citoskelet, uzrokujući ciklozu, unutarstanična kretanja organela, segregaciju kromosoma tijekom diobe nuklearnog materijala. Uz slobodne mikrotubule koji prodiru u citoplazmu, stanice imaju mikrotubule organizirane na određeni način koji tvore centriole staničnog središta, bazalna tjelešca, trepetljike i bičeve.

STANIČNI CENTAR

Stanično središte ili centrosom- obično se nalazi u blizini jezgre, sastoji se od dva centriola smještena okomito jedan na drugi. Svaki centriol ima oblik šupljeg cilindra, čiju stijenku čini 9 tripleta mikrotubula. U središtu nema mikrotubula. Stoga se sustav centriolnih mikrotubula može opisati formulom (9×3)+0.

Tijekom pripreme stanice za diobu dolazi do udvostručenja - dupliciranje centriole: majka i kći divergiraju do polova stanice, ocrtavajući smjer buduće podjele, u blizini svake, novi centriol se formira iz mikrotubula citoplazme. Glavne funkcije staničnog centra su:

1) sudjelovanje u procesima stanične diobe, divergencija centriola određuje orijentaciju diobenog vretena i kretanje kromosoma;

2) struktura i funkcija cilija i flagela (bazalnih tijela) povezana je s ovim organoidom; dakle, centrioli su povezani s procesima kretanja u stanici.

Organele s jednom membranom

Tu spadaju endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, lizosomi i peroksisomi.

5.2.1 Endoplazmatski retikulum (ER).

To je mreža u unutarnjim slojevima citoplazme (endoplazma) – endoplazmatski retikulum, koji je složeni sustav tubule, tubule i cisterne omeđen membranama.

Postoje EPS (EPR):

Glatka (agranularna) (ne sadrži ribosome na membranama) Gruba (granularna) (na membranama - ribosomima)
1. Sinteza glikogena i lipida (žlijezde lojnice, jetra). 2. Akumulacija produkata sinteze. 3. Tajni transport. 1. Sinteza proteina (proteinske žlijezdane stanice). 2. Sudjelovanje u sekretornim procesima, transport sekreta. 3. Akumulacija produkata sinteze.
4. Omogućuje komunikaciju sa staničnim organelama. 5. Osigurava transport sekreta do staničnih organela. 6. Omogućuje komunikaciju između jezgre i staničnih organela te citoplazmatske membrane. 7. Osigurava cirkulaciju raznih tvari kroz citoplazmu. 8. Sudjelovanje u pinocitozi (transport razne tvari ulazeći u ćeliju izvana).

Najveći razvoj EPS karakterističan je za sekretorne stanice. EPS je slabo razvijen u spermatozoidima.

Stvaranje EPS-a događa se tijekom stanične diobe iz izraslina vanjske citoplazmatske membrane i nuklearne membrane, prenosi se sa stanice na stanicu tijekom stanične diobe.

GOLGI KOMPLEKS

Golgijev kompleks otvorio 1898. godine Golgi.

Oblik kompleksa može biti u obliku mreže oko jezgre, u obliku kapice ili pojasa oko jezgre, u obliku pojedinačnih elemenata - zaobljenih, srpastih tjelešaca koji se nazivaju diktiosomi.

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

1) sustav ravnih spremnika, raspoređenih u pakete od pet do osam, u obliku hrpe kovanica i tijesno jedan uz drugi;

2) sustav tubula koji se protežu iz spremnika, anastomozirajući jedan s drugim i tvoreći mrežu;

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

Ovaj organoid je najbolje razvijen u žljezdanim stanicama, na primjer, u leukocitima i oocitima, kao iu drugim stanicama koje proizvode proteinske produkte, polisaharide i lipide.

Slab razvoj Golgijevog kompleksa opaža se u nediferenciranim i tumorskim stanicama.

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

1) sudjelovanje u sekretornoj aktivnosti stanice;

2) gomilanje gotovih ili gotovo gotovih proizvoda;

3) transport produkata izlučivanja kroz stanicu kroz sustav tubula i vezikula;

4) kondenzacija sekretornih granula (osmotsko uklanjanje vode);

5) izdvajanje i nakupljanje tvari izvana otrovnih za stanice (toksini, anestetici), koje se zatim uklanjaju iz stanice;

6) stvaranje zrnaca žumanjka u oocitama;

7) stvaranje staničnih pregrada (u biljnim stanicama).

Golgijev kompleks tijekom diobe stanice prenosi se s majke na kćer.

LIZOSOM

Oni obavljaju funkciju unutarstanične probave makromolekula hrane i stranih komponenti koje ulaze u stanicu tijekom fago- i pinocitoze, osiguravajući stanici dodatne sirovine za kemijske i energetske procese. Za obavljanje ovih funkcija lizosomi sadrže oko 40 hidrolitičkih enzima - hidrolaza koje uništavaju proteine, nukleinske kiseline, lipidi, ugljikohidrati pri kiselom pH (proteinaze, nukleaze, fosfataze, lipaze). Postoje primarni lizosomi, sekundarni lizosomi (fagolizosomi i autofagosomi) i rezidualna tjelešca. Primarni lizosomi su mikrovezikule odvojene od šupljina Golgijevog aparata, okružene jednom membranom i sadrže skup enzima. Nakon spajanja primarnih lizosoma s nekim supstratom koji treba cijepati, nastaju različiti sekundarni lizosomi. Primjer sekundarnih lizosoma su probavne vakuole protozoa. Takvi lizosomi nazivaju se fagolizosomi ili heterofagosomi. Ako se fuzija dogodi s promijenjenim organelama same stanice, tada nastaju autofagosomi. Lizosomi, u čijim se šupljinama nakupljaju neprobavljeni proizvodi, nazivaju se telolizosomi ili rezidualna tjelešca.

EPS, Golgijev aparat i lizosomi funkcionalno su povezane unutarstanične strukture odvojene od citoplazme jednom membranom. Oni čine jedan cjevasto-vakuolarni sustav stanice.

Peroksisomi

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

Organele s dvostrukom membranom

Mitohondriji

Oblik mitohondrija može biti ovalan, štapićast, nitast, jako razgranat. Oblici mitohondrija mogu se mijenjati iz jednog u drugi s promjenama u pH, osmotskom tlaku i temperaturi. Oblik može biti različit u različitim stanicama, te u različitim dijelovima iste stanice.

Izvana su mitohondriji ograničeni glatkom vanjskom membranom. Unutarnja membrana tvori brojne izrasline - kriste. Unutarnji sadržaj mitohondrija naziva se matrica. Mitohondriji su poluautonomne organele, budući da sadrže vlastiti aparat za biosintezu proteina (cirkularna DNA, RNA, ribosomi, aminokiseline, enzimi).

Matrica- tvar je gušća od citoplazme, homogena.

krist puno u stanicama jetre, smještene su tijesno jedna prema drugoj; manje u mišićima.

sl.7. Građa mitohondrija (shema)

1- glatka vanjska membrana; 2 - unutarnja membrana; 3 - kriste; 4 - matrica (a sadrži kružnu molekulu DNA, mnoge ribosome, enzime).

Veličina mitohondrija varira od 0,2 do 20 mikrona.

Broj mitohondrija varira različiti tipovi stanice: od 5-7 do 2500, ovisi o funkcionalnoj aktivnosti stanica. Velik broj mitohondrija u stanicama jetre, mišićima koji rade (više kod mladih nego kod starih).

Položaj mitohondrija može biti ujednačen u cijeloj citoplazmi, kao što su epitelne stanice, živčane stanice, protozojske stanice, ili neujednačen, na primjer, u području najaktivnije stanične aktivnosti. U sekretornim stanicama, to su područja gdje se stvara tajna, u stanicama srčanog mišića i gameta (okružuju jezgru). Strukturna veza između mitohondrija i stanične jezgre utvrđena je u razdobljima koja su prethodila staničnoj diobi. Smatra se da se u tom razdoblju aktivno odvijaju procesi metabolizma i energije koji se odvijaju po strukturama koje nalikuju cijevima.

Kemijski sastav: proteini - 70%, lipidi - 25%, nukleinske kiseline (DNA, RNA - malo), vitamini A, B 12, B 6, K, E, enzimi.

Mitohondriji su najosjetljiviji organeli na učinke razni faktori: lijekovi, groznica, otrovi dovode do oteklina, povećanja volumena mitohondrija, njihov matriks se ukapljuje, smanjuje se broj krista i pojavljuju se nabori na vanjskoj membrani. Ovi procesi dovode do poremećaja staničnog disanja i mogu postati nepovratni s čestim i ekstremnim izlaganjima.

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

U procesu evolucije različite su se stanice prilagodile životu raznim uvjetima i obavljanje specifičnih funkcija. To je zahtijevalo prisutnost u njima posebnih organela, koje se nazivaju specijalizirane.

Takve organele prisutne su samo u stanicama određenih tkiva, na primjer, miofibrile - u mišićima, neurofibrile - u živcima, tono-fibrile, cilije i flagele - u epitelu.

UKLJUČIVANJA

Za razliku od organela, uključenje, Ubrajanje su privremene strukture koje se pojavljuju u stanici u određenim razdobljima života stanice. Glavno mjesto lokalizacije inkluzija je citoplazma, ali ponekad i jezgra.

Uključci su produkti staničnog metabolizma, mogu biti u obliku granula, zrna, kapljica, vakuola i kristala; koristi ili sama stanica prema potrebi ili služe za cijeli makroorganizam.

Uključivanja klasificirani prema kemijski sastav:

masno: ugljikohidrati: protein: pigmentirano:
1) u bilo kojoj ćeliji u obliku kapljica masti; 2) bijela mast - specijalizirano masno tkivo odraslih; 3) smeđa mast - specijalizirano masno tkivo embrija; 4) kao rezultat patoloških procesa - masna degeneracija stanica (jetra, srce); 5) u biljkama - sjeme sadrži do 70% inkluzija; 1) glikogen - u stanicama skeletnih mišića, jetre, neurona; 2) u stanicama endoparazita (anaerobni tip disanja); 3) škrob - u biljnim stanicama; 1) u jajima, stanicama jetre, protozoama; 1) lipofuscin - pigment starenja; 2) lipokromi - u kortikalnoj supstanci-venapbubrežna žlijezda i žuto tijelo jajnika; 3) retinin - vizualni purpur oka; 4) melanin - u pigmentnim stanicama; 5) hemoglobin – respiratorni – u eritrocitima;
sekretorne: mogu biti bjelančevine, masti, ugljikohidrati ili mješovite i nalaze se u stanicama odgovarajućih žlijezda: 1) žlijezda lojnica; 2) endokrine žlijezde; 3) žlijezde probavnog sustava; 4) mliječne žlijezde; 5) sluz u vrčastim stanicama; 6) eterična ulja biljaka.

STANIČNA JEZGRA

Stanična jezgra sudjeluje u diferencijaciji stanica u obliku, broju, položaju i veličini. Oblik jezgre često je povezan s oblikom stanice, ali može biti i potpuno pogrešan. U sfernim, kubičnim i poliedarskim stanicama jezgra je obično sferična; u cilindričnom, prizmatičnom i vretenastom obliku - oblik elipse (glatki miocit).

Slika 8. Glatki miocit

Primjer jezgre nepravilnog oblika su jezgre leukocita (segmentirani - segmentirani neutrofilni leukocit). Krvni monociti imaju jezgru u obliku graha.


Riža. 9. krvni monocit Riža. deset Segmentirano

neutrofilni leukocit

Većina stanica ima jednu jezgru. Ali postoje binuklearne stanice: stanice jetre, hepatociti i hondrociti hrskavice, te multinuklearne stanice: osteoklasti koštanog tkiva i megakariociti crvene koštane srži - do 100 jezgri. Jezgre su posebno brojne u simplastima i sincicijima (poprečno-prugasta mišićna vlakna i retikularno tkivo), ali te tvorevine zapravo nisu stanice.

Sl.11. Hepatocit Riža. 12.Megakariacit

Raspored jezgri je individualan za svaki tip stanice. Obično se u nediferenciranim stanicama jezgra nalazi u geometrijskom središtu stanice. Sazrijevanjem, nakupljanjem rezervnih hranjivih tvari i organela, jezgra se pomiče prema periferiji. Postoje stanice u kojima jezgra zauzima oštro ekscentričan položaj. Najupečatljiviji primjer za to su bijele masne stanice, adipociti, u kojima je gotovo cijeli volumen citoplazme zauzet kapljicom masti. U svakom slučaju, bez obzira kako je jezgra smještena u stanici, ona je gotovo uvijek okružena zonom nediferencirane citoplazme.

Riža. 13Adipociti

Veličina jezgre ovisi o vrsti stanice i obično je izravno proporcionalna volumenu citoplazme. Odnos volumena jezgre i citoplazme obično se izražava tzv. nuklearno-plazmatskim (N-C) Hertwigovim omjerom: s povećanjem volumena citoplazme raste i volumen jezgre. Trenutak početka stanične diobe, očito, određen je promjenom omjera R-C i posljedica je činjenice da samo određeni volumen jezgre može kontrolirati određeni volumen citoplazme. Obično se veće jezgre nalaze u mladim, tumorskim stanicama, stanicama koje se pripremaju za diobu. U isto vrijeme, volumen jezgre je karakteristika karakteristična za svako tkivo. Postoje tkiva čije stanice imaju malu jezgru u odnosu na volumen citoplazme, to su stanice tzv. citoplazmatski tip. To uključuje većinu stanica tijela, na primjer, sve vrste epitela.

Druge - imaju veliku jezgru, koja zauzima gotovo cijelu stanicu i tanki rub citoplazme - stanice nuklearni kao što su krvni limfociti.

sl.16 Struktura jezgre (dijagram)

1- ribosomi na vanjskoj membrani; 2 - nuklearne pore; 3 - vanjska membrana; 4 - unutarnja membrana; 5 - nuklearna ovojnica; (kariolema, nukleolema); 6 - perinuklearni prostor poput proreza; 7 - jezgrica;

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

10 - eukromatin.

nuklearni omotač tvore dvije elementarne biološke membrane između kojih se nalazi prorez perinuklearni prostor. Jezgrina ovojnica služi za omeđivanje unutarnuklearnog prostora od citoplazme stanice. Nije kontinuirana i ima najmanje rupice – pore. Jezgrina pora nastaje spajanjem jezgrinih membrana i složeno je organizirana globularno-fibrilarna struktura koja ispunjava perforaciju u jezgrinoj ovojnici. Ovaj tzv nuklearni pore kompleks. Uz rub rupe nalaze se tri reda granula (po osam u svakom). Prvi red je uz intranuklearni prostor, drugi na citoplazmu, a treći se nalazi između njih. Od granula polaze fibrilarni nastavci koji su u središtu povezani pomoću granula i stvaraju pregradu, dijafragma preko pore. Broj pora nije konstantan i ovisi o metaboličkoj aktivnosti stanice.

nuklearni sok- neobojena masa koja ispunjava cijeli unutarnji prostor jezgre između njenih komponenti i koloidni je sustav te ima turgor.

Jezgrice- jedno ili više steroidnih tijela, često dosta velika veličina(u neurocitima i oocitima). jezgrice - jezgrice- najgušća struktura jezgre, dobro se boje osnovnim bojama, jer su bogate RNK. Heterogen je u svojoj strukturi, ima fino zrnastu ili fino vlaknastu strukturu. Služi kao mjesto obrazovanja ribosom.

Kromatin- zone guste tvari, koje se dobro percipiraju bojama, karakteristične su za stanicu koja se ne dijeli. Kromatin ima još jedan agregatno stanje- tijekom diobe stanice pretvara se kondenzacijom i spiralizacijom u kromosoma. Svaki kromosom ima centromera- mjesto vezanja na niti diobenog vretena tijekom mitoze centromere dijeli kromosom na dva kraka.

Osim centromere (primarne konstrikcije), kromosom može imati sekundarno suženje i razdvojeni od nje satelit. S vanjske strane svaki je kromosom prekriven pelikula, ispod koje se nalazi protein matrica. U matrici su kromatide. Kromatide se sastoje od hromost, i one iz filamenti. Skup kromosoma u svakom organizmu je kromosomski set.

sl.17. Struktura kromosoma (dijagram)

1 - centromera (primarna konstrikcija); 2-ramena; 3 - sekundarna konstrikcija; 4-satelit; 5 - pelikula; 6 - proteinska matrica; 7 - kromatin

REPRODUKCIJA STANICA.

Svi živi organizmi sastoje se od stanica. U procesu vitalne aktivnosti, dio stanica tijela se istroši, stari i umire. Jedini način formiranja stanica je dioba prethodnih. Dioba stanica vitalan je proces za sve organizme.

Životni (stanični) ciklus.

Život stanice od trenutka njezina nastanka kao rezultat diobe matične stanice do vlastite diobe ili smrti naziva se životni (stanični) ciklus. Bitna komponenta staničnog ciklusa je mitotski ciklus, uključujući razdoblje pripreme stanica za diobu i samu diobu. Priprema stanice za diobu ili interfaza značajan je dio vremena mitotskog ciklusa i sastoji se od razdoblja:

1. Presintetski (postmitotski) G1 – nastaje neposredno nakon diobe stanice. U stanicama se odvijaju procesi biosinteze, nastaju nove organele. Mlada stanica raste. Ovo je razdoblje najpromjenjivijeg trajanja.

2. Sintetski S je glavni u mitotskom ciklusu. Dolazi do replikacije DNK. Svaki kromosom postaje dvolančan, odnosno sastoji se od dvije kromatide – identične molekule DNA. Osim toga, stanica nastavlja sintetizirati RNA i proteine. U stanicama sisavaca koje se dijele traje oko 6-10 sati.

3. Postsintetski (premitotski) G2 je relativno kratak, u stanicama sisavaca oko 2-5 sati. U to se vrijeme broj centriola i mitohondrija udvostručuje, odvijaju se aktivni metabolički procesi, akumuliraju se proteini i energija za nadolazeću podjelu. Stanica se počinje dijeliti.

7.2 DIOBA STANICE.

Opisane su tri metode diobe eukariotskih stanica:

1) amitoza (izravna dioba),

2) mitoza (neizravna dioba).

3) mejoza (redukcijska dioba).

7.2.1 Amitoza- dioba stanica bez spiralizacije kromosoma, nastala je prije mitoze. Na taj način se razmnožavaju prokarioti, visoko specijalizirani i degradirajući Stanice. U isto vrijeme, nuklearna membrana i nukleoli ne nestaju, kromosomi ostaju spiralizirani.

Vrste amitoze:

1) uvezivanje(karakteristika bakterija)

2) fragmentacija(megakarioblast, megakariocit)

3)pupljenje(pločice trombocita iz megakariocita)

Po distribuciji genetski materijal

Zračenje, degeneracija tkiva i djelovanje raznih agenasa koji remete ulazak stanica u mitozu dovode do diobe bez mitotskog aparata.

Mitoza

Karakterizira ga razaranje nuklearne membrane i nukleola, spiralizacija kromosoma. U mitozi postoje profaza, metafaza, anafaza i telofaza.

Sl.18. Dijagram mitoze

ja Profaza:

1) Oblik stanice postaje okrugao, njen sadržaj postaje viskozniji, kromosomi poprimaju oblik dugih tankih niti upletenih unutar jezgre. Svaki se kromosom sastoji od dvije kromatide.

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

3) Razvija se vreteno: centrioli divergiraju prema polovima i udvostručuju se, između njih nastaju niti fisijskog vretena.

4) Dolazi do uništenja nuklearne membrane, u središtu stanice formira se zona tekuće citoplazme, gdje kromosomi žure.


kasna metafaza

Kromosomi se poredaju u ekvatorijalnoj ravnini, formirajući metafizna ploča. Na centromere kromosoma pričvršćene su niti vretena.

Postoje dvije vrste vretenastih vlakana: neka od njih povezana su s kromosomima i nazivaju se kromosomski, dok se drugi protežu od pola do pola i zovu se stalan.

materinski

IV. Telofaza.

Završena je migracija dviju skupina kćeri kromosoma na suprotne polove stanice. rekonstrukcija jezgre i dekondenzacija kromosoma, despiraliziraju se, kariolema se obnavlja, pojavljuju se jezgrice. Nuklearna fisija je završena.

Počinje citokineza (citotomija)- proces ligacije i podjele citoplazme s stvaranjem suženja. Dolazi do "kuhanja" površine stanice zbog njenog intenzivnog rasta. Citoplazma gubi viskoznost, centrioli gube svoju aktivnost, organele su podijeljene približno na pola između stanica kćeri.

Sl.24 Citokineza

Vrste mitoze:


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

2) Postojati dnevni džeparac ritmovi mitotičke aktivnosti. Najveća mitotička aktivnost podudara se s razdobljima odmora 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 stimulirajući učinak hormon rasta. Promjene u mitotičkoj aktivnosti nastaju zbog promjena u trajanju interfaze. Svaka stanica u početku ima sposobnost diobe, ali pod određenim uvjetima tu sposobnost inhibiran. Inhibicija može biti različitog stupnja, do ireverzibilne.

životni vijek stanice može se smatrati razdobljem od jedne podjele do druge. U stabilnim staničnim populacijama, u kojima praktički nema stanične reprodukcije, njihov životni vijek je maksimalan (jetra, živčani sustav).

Endoreprodukcija- svi slučajevi kada dolazi do reduplikacije kromosoma ili replikacije DNA, ne dolazi do diobe stanica. To dovodi do poliplodije, povećanja volumena jezgre i stanica. Može se pojaviti s kršenjem mitotskog aparata, promatra se iu normalnim i u patološkim uvjetima. Karakterističan je za stanice jetre, mokraćnog trakta.

Endomitoza nastavlja s neuništivim nuklearnim omotačem. Do reduplikacije kromosoma dolazi kao i kod normalne diobe, što rezultira stvaranjem divovskih kromosoma. Promatraju se sve figure karakteristične za mitozu, ali se događaju unutar jezgre. razlikovati endoprofaza,endometafaza,endoanafaza,endotelofaza. Budući da je ljuska jezgre sačuvana, rezultat je poliploidanćelija. Značaj endomitoze je u tome što tijekom nje ne prestaje glavna aktivnost stanice.

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

Hijaloplazma (od grč. hyaline - proziran) složeni je koloidni sustav koji se sastoji od različitih biopolimera (proteina, nukleinskih kiselina, polisaharida), koji je sposoban prijeći iz solnog (tekućeg) stanja u gel i obrnuto.

¨Hijaloplazma se sastoji od vode, u njoj otopljenih organskih i anorganskih spojeva i citomatriksa, predstavljenog trabekularnom mrežom proteinskih vlakana, debljine 2-3 nm.

¨Funkcija hijaloplazme je da ovaj okoliš ujedinjuje sve stanične strukture i osigurava njihovu međusobnu kemijsku interakciju.

Kroz hijaloplazmu se odvija većina procesa unutarstaničnog transporta: prijenos aminokiselina, masnih kiselina, nukleotida i šećera. U hijaloplazmi postoji stalan tok iona u i iz plazma membrane, u mitohondrije, jezgru i vakuole. Hijaloplazma čini oko 50% ukupnog volumena citoplazme.

Organele i inkluzije. Organele su trajne i obvezne mikrostrukture za sve stanice koje osiguravaju obavljanje vitalnih funkcija stanice.

Ovisno o veličini organele se dijele na:

1) mikroskopski - vidljiv pod svjetlosnim mikroskopom;

    submikroskopski - vidljiv elektronskim mikroskopom.

Prema prisutnosti membrane u sastavu organela razlikuju se:

1) membrana;

    nemembranski.

Ovisno o namjeni, svi organeli se dijele na:

Membranske organele

Mitohondriji

Mitohondriji 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 s dvije membrane debljine oko 7nm:

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

    unutarnja mitohondrijska membrana(memrana mitochondrialis interna), koja unutar mitohondrija stvara izraštaje, nabore (kriste) i ograničava unutarnji sadržaj mitohondrija – matriks. Unutarnji dio Mitohondriji su ispunjeni supstancom elektronske gustoće tzv matrica.

Matrica ima sitnozrnatu strukturu i sadrži tanke niti debljine 2-3 nm i granule veličine oko 15-20 nm. Niti su molekule DNA, a male granule su mitohondrijski ribosomi.

¨ Funkcije mitohondrija

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

2. Sinteza proteina. Mitohondriji imaju autonomni sustav za sintezu proteina u svom matriksu. To su jedine organele koje imaju vlastite DNA molekule bez histonskih proteina. Stvaranje ribosoma također se događa u mitohondrijskom matriksu, koji sintetizira niz proteina koji nisu kodirani u jezgri i koriste se za izgradnju vlastitih enzimskih sustava.

3. Regulacija izmjene vode.

Lizosomi

Lizosomi (lisosomae) su submikroskopske membranske organele opće namjene.

¨Dimenzije - 0,2-0,4 mikrona

¨Oblik - ovalni, mali, sferni.

¨Struktura - lizosomi sadrže proteolitičke enzime (poznato ih je više od 60), koji mogu razgraditi različite biopolimere. Enzimi se nalaze u zatvorenoj membranskoj vrećici, što onemogućuje njihov ulazak u hijaloplazmu.

Postoje četiri vrste lizosoma:

    primarni lizosomi;

    Sekundarni (heterofagosomi, fagolizosomi);

    Autofagosomi

    Zaostala tijela.

Primarni lizosomi- 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 lizosomi(heterofagosomi) ili intracelularne probavne vakuole, koje nastaju spajanjem primarnih lizosoma s fagocitnim vakuolama. Primarni enzimi lizosoma dolaze u kontakt s biopolimerima i razgrađuju ih na monomere. Potonji se transportiraju kroz membranu do hijaloplazme, gdje se ponovno iskorištavaju, odnosno uključuju se u različite metaboličke procese.

Autofagosomi (autolizosomi)- stalno se nalaze u stanicama protozoa, biljaka i životinja. Prema morfologiji se svrstavaju u sekundarne lizosome, ali s tom razlikom što te vakuole sadrže fragmente ili čak čitave citoplazmatske strukture, kao što su mitohondriji, plastidi, ribosomi, glikogenske granule.

Zaostala tijela(telolizosom, corpusculum residuale) - su necijepani ostaci okruženi biološkom membranom, sadrže malu količinu hidrolitičkih enzima, sadržaj je u njima zbijen i restrukturiran. Često se sekundarna strukturizacija neprobavljenih lipida događa u rezidualnim tijelima, a potonja tvore slojevite strukture. Također dolazi do taloženja pigmentnih tvari - pigmenta starenja koji sadrži lipofuscin.

¨Funkcija - probava biogenih makromolekula, modifikacija produkata sintetiziranih u stanici uz pomoć hidrolaza.