Citoplasma- o parte obligatorie a celulei, închisă între membrana plasmatică și nucleu și reprezentând un complex structural complex eterogen al celulei, format din:

Compoziția chimică a citoplasmei este diversă. Baza sa este apa (60-90% din masa totală a citoplasmei). Citoplasma este bogată în proteine (10-20%, uneori până la 70% sau mai mult din greutatea uscată), care formează baza sa. Pe lângă proteine, citoplasma poate include grăsimi și substanțe asemănătoare grăsimilor (2-3%), diverși compuși organici și anorganici (1,5% fiecare). Citoplasma este alcalină

Una dintre trăsăturile caracteristice ale citoplasmei este mișcarea constantă ( cicloza). Este detectat în primul rând prin mișcarea organelelor celulare, cum ar fi cloroplastele. Dacă mișcarea citoplasmei se oprește, celula moare, deoarece doar fiind în mișcare constantă își poate îndeplini funcțiile.

Substanța principală a citoplasmei este hialoplasma(plasma de baza, matricea citoplasmatica) este o solutie coloidala incolora, limoasa, groasa si transparenta. În ea au loc toate procesele metabolice, asigură interconectarea nucleului și a tuturor organitelor. Partea lichidă a hialoplasmei este o adevărată soluție de ioni și molecule mici, în care molecule mari de proteine și ARN sunt în suspensie. În funcție de predominanța părții lichide sau a moleculelor mari în hialoplasmă, se disting două forme de hialoplasmă:

Sunt posibile tranziții reciproce între ele: gelul se transformă ușor într-un sol și invers.

Organele (organele) - structuri celulare permanente care asigură îndeplinirea unor funcții specifice de către celulă. Fiecare organel are o structură specifică și îndeplinește funcții specifice. În funcție de caracteristicile structurii, există:

¨ organele membranare - având o structură de membrană și pot fi:

¨ monomembrană (reticul endoplasmatic, aparat Golgi, lizozomi, vacuole ale celulelor vegetale);

¨ cu două membrane (mitocondrii, plastide);

¨ organele nemembranare – neavând structură membranară (cromozomi, ribozomi, centru celular și centrioli, cili și flageli cu corpi bazali, microtubuli, microfilamente).

Există organele caracteristice tuturor celulelor - mitocondrii, centrul celular, aparatul Golgi, ribozomi, reticul endoplasmatic, lizozomi. Ei sunt numiti, cunoscuti organele de importanță generală. Există organele care sunt caracteristice doar pentru anumite tipuri de celule, specializate să îndeplinească o anumită funcție (de exemplu, miofibrilele, care asigură contracția fibrelor musculare). Ei sunt numiti, cunoscuti organite speciale.

Un organoid cu o singură membrană, care este un sistem de membrane care formează rezervoare și canale, conectate între ele și limitând un singur spațiu interior - cavitatea EPR. Pe de o parte, membranele sunt conectate la membrana citoplasmatică exterioară, pe de altă parte, la învelișul extern al membranei nucleare. EPR atinge cea mai mare dezvoltare în celulele cu metabolism intens. În medie, este de la 30 la 50% din volumul total al celulei.

Există trei tipuri de EPR:

Functii EPR:

Complex lamelar, complex Golgi (Fig. 284). Un organel cu o singură membrană, situat de obicei în apropierea nucleului celular (în celulele animale, adesea în apropierea centrului celulei). Reprezintă un teanc de aplatizat cisterne cu margini expandate, care este asociat cu un sistem de vezicule mici cu o singură membrană (vezicule Golgi). Fiecare stivă constă de obicei din 4-6 rezervoare. Numărul de stive Golgi dintr-o celulă variază de la unu la câteva sute.

Veziculele Golgi sunt concentrate în principal pe partea adiacentă RE și de-a lungul periferiei stivelor. Se crede că transferă proteine și lipide în aparatul Golgi, ale cărui molecule, trecând de la rezervor la rezervor, suferă modificări chimice. Cea mai importantă funcție a complexului Golgi este îndepărtarea diferitelor secrete (enzime, hormoni) din celulă, prin urmare este bine dezvoltat în celulele secretoare. Aparatul Golgi are două laturi diferite:

Partea exterioară a aparatului Golgi este consumată în mod constant ca urmare a șireturii bulelor, iar partea interioară se formează treptat datorită activității EPR.

Funcțiile aparatului Golgi:

Cele mai mici organele celulare monomembranare, care sunt vezicule cu diametrul de 0,2-0,8 microni, care conțin aproximativ 40 de enzime hidrolitice (proteaze, lipaze, nucleaze, fosfataze), active într-un mediu ușor acid (Fig. 285). Formarea lizozomilor are loc în aparatul Golgi, unde enzimele sintetizate în acesta provin din EPR. Descompunerea substanțelor de către enzime se numește liza, de unde și numele organoidului.

Distinge:

digestia și liza substanțelor care intră în celulă (de aceea sunt adesea numite vacuole digestive):

¨ Produsele de digestie sunt absorbite de citoplasma celulei, dar o parte din material rămâne nedigerată. Lizozomul secundar care conține acest material nedigerat se numește corp rezidual. Prin exocitoză, particulele nedigerate sunt îndepărtate din celulă.

¨ Lizozomul secundar, care digeră componentele individuale ale celulei, se numește vacuola autofagică. Părțile celulei care urmează să fie distruse sunt înconjurate de o singură membrană, de obicei separată de ER neted, iar apoi sacul membranar rezultat fuzionează cu lizozomul primar, rezultând formarea unei vacuole autofagice.

Uneori, cu participarea lizozomilor, are loc autodistrugerea celulei. Acest proces se numește autoliza. Acest lucru apare de obicei în timpul unor procese de diferențiere (de exemplu, înlocuirea cartilajului cu țesut osos, dispariția cozii în mormolocul broaștei).

Funcțiile lizozomilor:

Organele cu două membrane ale unei celule eucariote care asigură organismului energie (Fig. 286). Sunt în formă de tijă, filiforme, sferice, spiralate, în formă de cupă etc. formă. Lungimea mitocondriilor este de 1,5-10 microni, diametrul este de 0,25-1,00 microni.

Numărul de mitocondrii dintr-o celulă variază foarte mult, de la 1 la 100 de mii și depinde de activitatea sa metabolică. Numărul de mitocondrii poate crește prin divizare, deoarece aceste organite au propriul lor ADN.

Membrana exterioară a mitocondriilor este netedă, membrana interioară formează numeroase invaginări (cresturi) sau excrescențe tubulare - cristae, care au permeabilitate strict specifică și sisteme de transport active. Numărul de cristae poate varia de la mai multe

celule până la câteva sute și chiar mii, în funcție de funcțiile celulei.

Ele măresc suprafața membranei interioare, care găzduiește sisteme multienzimatice implicate în sinteza moleculelor de ATP.

Membrana interioară conține două tipuri principale de proteine:

Membrana exterioară este separată de membrana interioară printr-un spațiu intermembranar.

Spațiul interior al mitocondriilor este umplut cu o substanță omogenă - matrice. Matricea conține molecule circulare de ADN mitocondrial, ARNm specific, ARNt și ribozomi (tip procariot), care realizează biosinteza autonomă a unei părți a proteinelor care alcătuiesc membrana interioară. Dar majoritatea genelor mitocondriale s-au mutat în nucleu, iar sinteza multor proteine mitocondriale are loc în citoplasmă. În plus, există enzime care molecule de ATP. Mitocondriile sunt capabile să se reproducă prin fisiune sau desprindere de fragmente mici.

Funcții mitocondriale:

Organele non-membranare găsite în celulele tuturor organismelor. Acestea sunt organele mici, reprezentate de particule globulare cu un diametru de aproximativ 20 nm (Fig. 287). Ribozomii constau din două subunități de dimensiuni inegale - mari și mici, pe care acestea

se poate disocia. Ribozomii sunt formați din proteine și ARN ribozomal (ARNr). Moleculele de ARNr alcătuiesc 50-63% din masa ribozomului și formează cadrul său structural. Majoritatea proteinelor sunt asociate în mod specific cu anumite regiuni ale ARNr. Unele proteine sunt încorporate în ribozomi doar în timpul sintezei proteinelor.

Există două tipuri principale de ribozomi: eucarioți (cu constante de sedimentare a întregului ribozom - 80S, subunitate mică - 40S, mari - 60S) și procarioți (corespunzător cu

venos 70S, 30S, 50S). Ribozomii eucarioți includ 4 molecule de ARNr și aproximativ 100 de molecule de proteine, procariote - 3 molecule de ARNr și aproximativ 55 de molecule de proteine.

În funcție de locația în celulă, există

În timpul biosintezei proteinelor, ribozomii pot „funcționa” individual sau se pot combina în complexe - poliribozomi (polizomi). În astfel de complexe, ele sunt legate între ele printr-o singură moleculă de ARNm.

Ribozomii eucarioți sunt produși în nucleol. În primul rând, ARNr-urile sunt sintetizate pe ADN nucleolar, care sunt apoi acoperite cu proteine ribozomale care provin din citoplasmă, scindate la dimensiunea dorită și formează subunități ribozomale. Nu există ribozomi complet formați în nucleu. Asocierea subunităților într-un ribozom întreg are loc în citoplasmă, de regulă, în timpul biosintezei proteinelor.

Una dintre trăsăturile distinctive ale unei celule eucariote este prezența în citoplasmă a unor formațiuni scheletice sub formă de microtubuli și mănunchiuri de fibre proteice. Elementele citoscheletului, strâns asociate cu membrana citoplasmatică exterioară și membrana nucleară, formează împletări complexe în citoplasmă.

Citoscheletul este format din sistemul microtrabecular, microtubuli și microfilamente.

Citoscheletul determină forma celulei, participă la mișcările celulei, la diviziunea și mișcările celulei în sine, la transportul intracelular al organitelor și al compușilor individuali. Microfilamentele îndeplinesc și funcția de întărire a celulelor.

Sistemul microtrabecular este o rețea de fibrile subțiri - trabecule (traverse), în punctele de intersecție sau de legătură ale capetelor cărora se află ribozomii.

Sistemul microtrabecular este o structură dinamică: în condiții schimbătoare, se poate dezintegra și reasambla.

Funcțiile rețelei microtrabeculare:

Peretele microtubulilor este construit în principal din subunități de proteine tubulină stivuite elicoidal. Se crede că centriolii, corpurile bazale ale flagelilor și cililor și centromerii cromozomilor pot juca rolul unei matrice (organizator de microtubuli).

Funcțiile microtubulilor:

Centriolul este un cilindru (0,3 μm lungime și 0,1 μm în diametru), al cărui perete este format din nouă grupuri de trei microtubuli fuzionați (9 tripleți) interconectați la anumite intervale prin legături încrucișate. Adesea, centriolii sunt perechi, unde sunt localizați în unghi drept unul față de celălalt. Dacă centriolul se află la baza ciliului sau a flagelului, atunci se numește corpul bazal.

Aproape toate celulele animale au o pereche de centrioli, care sunt elementul de mijloc centrozom, sau centru celular(Fig. 288). Înainte de împărțire, centriolii diverg către poli opuși și aproape de fiecare dintre ei

se formează un centriol fiică. Din centrioli localizați la diferiți poli ai celulei se formează microtubuli care cresc unul spre celălalt. Ele formează un fus mitotic, care contribuie la distribuția uniformă a materialului genetic între celulele fiice și sunt centrul organizării citoscheletului. O parte din firele fusului este atașată de cromozomi. În celulele plantelor superioare, centrul celular nu are centrioli.

Centriolii sunt organele citoplasmei care se reproduc singure. Ele apar ca urmare a dublării celor existente. Acest lucru se întâmplă atunci când centriolii diverg. Centriolul imatur conține 9 microtubuli unici; aparent, fiecare microtubul este un șablon pentru asamblarea tripleților caracteristice unui centriol matur.

Acestea sunt formațiuni asemănătoare părului de aproximativ 0,25 microni grosime, construite din microtubuli, la eucariote sunt acoperite cu cili doar în lungime.

Cilii și flagelii sunt organitele mișcării celulelor de mai multe tipuri. Cel mai adesea, cilii și flagelii se găsesc în bacterii, unele protozoare, zoospori și spermatozoizi. Flagelii bacterieni au o structură diferită de flagelul eucariotic.

Cilii și flagelii sunt formați din nouă microtubuli dubli care formează peretele unui cilindru acoperit cu o membrană; în centrul său sunt doi microtubuli unici. Această structură de tip 9+2 este caracteristică cililor și flagelilor aproape tuturor organismelor eucariote, de la protozoare la oameni.

Cilii și flagelii sunt întăriți în citoplasmă de corpurile bazale care se află la baza acestor organite. Fiecare corp bazal este format din nouă tripleți de microtubuli; nu există microtubuli în centrul său.

Microfilamentele sunt reprezentate de fire cu diametrul de 6 nm, formate din proteină actină, apropiată de actina musculară. Actina este 10-15% total proteina celulara. În majoritatea celulelor animale, sub membrana plasmatică se formează o rețea densă de filamente de actină și proteinele asociate acestora. Această rețea conferă stratului de suprafață al celulei rezistență mecanică și permite celulei să-și schimbe forma și să se miște.

Pe lângă actină, în celulă se găsesc și filamente de miozină. Cu toate acestea, numărul lor este mult mai mic. Datorită interacțiunii actinei și miozinei, are loc contracția musculară.

Microfilamentele sunt asociate cu mișcarea întregii celule sau a structurilor sale individuale în interiorul acesteia. În unele cazuri, mișcarea este asigurată numai de filamente de actină, în altele - de actină împreună cu miozina.

Incluziunile sunt componente temporare ale citoplasmei, uneori apărând, alteori dispărând. De regulă, ele sunt conținute în celule în anumite etape ale ciclului de viață. Specificitatea incluziunilor depinde de specificitatea celulelor corespunzătoare ale țesuturilor și organelor. Incluziunile se găsesc predominant în celulele vegetale. Ele pot apărea în hialoplasmă, diverse organite, mai rar în peretele celular.

Din punct de vedere funcțional, incluziunile sunt:

Acestea sunt cele mai comune incluziuni de celule vegetale. Amidonul este depozitat în plante exclusiv sub formă de boabe de amidon.

Ele se formează numai în stroma plastidiană a celulelor vii. În timpul fotosintezei, frunzele verzi produc asimilare, sau primar amidon. Amidonul de asimilare nu se acumulează în frunze și, hidrolizând rapid la zaharuri, se varsă în părțile plantei în care se acumulează. Acolo se transformă înapoi în amidon, care se numește secundar. Amidonul secundar se formează și direct în tuberculi, rizomi, semințe, adică acolo unde este depus în stoc. Apoi îl sună de rezervă. Leucoplastele care depozitează amidon se numesc amiloplaste.

Deosebit de bogate în amidon sunt semințele, lăstarii subterani (tuberculi, bulbi, rizomi), parenchimurile țesuturilor conductoare ale rădăcinilor și tulpinilor plantelor lemnoase.

Se găsește în aproape toate celulele vegetale. Semințele și fructele sunt cele mai bogate în ele. Uleiurile grase sub formă de picături de lipide sunt a doua cea mai importantă formă (după amidon) de nutrienți de rezervă. Semințele unor plante (floarea soarelui, bumbac etc.) pot acumula până la 40% ulei din greutatea substanței uscate.

Picăturile de lipide, de regulă, se acumulează direct în hialoplasmă. Sunt corpuri sferice de obicei de dimensiuni submicroscopice.

Picăturile de lipide se pot acumula și în leucoplaste, care sunt numite elaioplaste.

Incluziunile proteice se formează în diverse organele celulare sub formă de depozite amorfe sau cristaline de diferite forme și structuri. Cel mai adesea, cristalele pot fi găsite în nucleu - în nucleoplasmă, uneori în spațiul perinuclear, mai rar în hialoplasmă, stroma plastidică, în prelungirile rezervoarelor EPR, matricea peroxizomilor și mitocondriilor. Vacuolele conțin atât incluziuni de proteine cristaline, cât și amorfe. Cel mai mare număr de cristale proteice se găsesc în celulele de depozitare a semințelor uscate sub forma așa-numitelor aleuronicboabe sau corpi proteici.

Proteinele de depozitare sunt sintetizate de ribozomi în timpul dezvoltării semințelor și depuse în vacuole. Când semințele se coc, însoțite de deshidratarea lor, vacuolele proteice se usucă și proteina se cristalizează. Ca rezultat, într-o sămânță uscată matură, vacuolele proteice se transformă în corpuri proteice (boabe de aleuronă).

Incluziuni formate în vacuole, de regulă, celule de frunze sau scoarță. Acestea sunt fie cristale simple, fie grupuri de cristale de diferite forme.

Sunt produsele finale ale activității vitale a celulelor, care se formează ca un dispozitiv pentru îndepărtarea excesului de calciu din metabolism.

Pe lângă oxalatul de calciu, carbonatul de calciu și cristalele de silice se pot acumula în celule.

Nucleu

Cea mai importantă componentă a celulelor eucariote. O celulă fără nucleu nu există de mult timp. Nucleul este, de asemenea, incapabil de existență independentă.

Majoritatea celulelor au un singur nucleu, dar există și celule multinucleate (într-un număr de protozoare, în mușchii scheletici ai vertebratelor). Numărul de nuclee poate ajunge la câteva zeci. Unele celule înalt specializate își pierd nucleul (eritrocitele de mamifere și celulele tubulare sită în angiosperme).

Forma și dimensiunea nucleelor celulare sunt variate. De obicei, miezul are un diametru de 3 până la 10 um. Forma este în majoritatea cazurilor asociată cu formularul

celule, dar adesea diferă de el. De regulă, are o formă sferică sau ovală, mai rar poate fi segmentată, fuziformă.

Principalele funcții ale nucleului sunt:

Miezul include (Fig. 289):

Nucleul este delimitat de restul citoplasmei printr-o membrană nucleară formată din două membrane cu o structură tipică. Între membrane există un spațiu îngust umplut cu o substanță semi-lichidă, - spaţiul perinuclear. În unele locuri, ambele membrane se contopesc între ele, formând pori nucleari prin care are loc schimbul de substanțe între nucleu și citoplasmă. De la nucleu la citoplasmă și înapoi, substanțele pot pătrunde și datorită desprinderii proeminențelor și excrescentelor membranei nucleare.

În ciuda metabolismului activ, membrana nucleară oferă diferențe în compoziția chimică a sucului nuclear și a citoplasmei, care este necesară pentru funcționarea normală a structurilor nucleare. Membrana nucleară exterioară din partea îndreptată spre citoplasmă este acoperită cu ribozomi, dându-i o rugozitate, membrana interioară este netedă. Învelișul nuclear face parte din sistemul membranei celulare. Excrescențe ale membranei nucleare exterioare sunt conectate la canalele reticulului endoplasmatic, formând un singur sistem de canale comunicante.

Carioplasma- continutul intern al nucleului. Este o matrice asemănătoare unui gel în care se află cromatina și unul sau mai mulți nucleoli. Compoziția sucului nuclear include diverse proteine (inclusiv enzime nucleare), nucleotide libere, precum și deșeuri ale nucleolului și cromatinei.

A treia structură caracteristică nucleului celular este nucleol, care este un corp dens rotunjit scufundat în suc nuclear. Numărul de nucleoli depinde de starea funcțională a nucleului și poate varia de la 1 la 5-7 sau mai mult (chiar și în aceeași celulă). Nucleolii se găsesc numai în nucleele care nu se divizează; în timpul mitozei, ei dispar, iar după terminarea diviziunii, ei reapar. Nucleolul nu este structură independentă miezuri. Se formează ca urmare a concentrării într-o anumită zonă a carioplasmei secțiunilor cromozomiale care transportă informații despre structura ARNr. Aceste secțiuni de cromozomi sunt numite organizatori nucleolari. Acestea conțin numeroase copii ale genelor care codifică ARNr. Deoarece procesul de sinteză a ARNr și formarea subunităților de ribozom se desfășoară intens în nucleol, putem spune că nucleolul este o acumulare de ARNr și ribozomi în diferite stadii de formare.

cromatina numite bulgări, granule și structuri asemănătoare rețelei ale nucleului, colorate intens cu niște coloranți și care diferă ca formă de nucleol. Cromatina este o moleculă de ADN asociată cu proteine - histone. În funcție de gradul de spiralizare, există:

Cromatina este o formă de existență a materialului genetic în celulele nedivizoare și oferă posibilitatea dublării și realizării informațiilor conținute în acesta.

În timpul diviziunii celulare, bobinele de ADN și structurile cromatinei formează cromozomi.

Cromozomii numite componente constante ale nucleului celular, având o organizare deosebită, specificitate funcțională și morfologică, capabile de autoreproducere și conservare a proprietăților pe tot parcursul ontogenezei. Cromozomii sunt structuri dense, cu colorare intensă (de unde și numele). Ele au fost descoperite pentru prima dată de Fleming (1882) și Strassburger (1884). Termenul „cromozom” a fost inventat de Waldeyer în 1888.

Funcțiile cromozomilor:

Principalele componente chimice ale cromozomilor sunt ADN (40%) și proteinele (60%). Componenta principală a cromozomilor este ADN-ul, deoarece informațiile ereditare sunt codificate în moleculele sale, în timp ce proteinele îndeplinesc funcții structurale și de reglare.

Există două forme principale de cromozomi asociate cu anumite faze și perioade ale ciclului mitotic:

Reorganizarea cromozomilor are loc în procesul de spiralizare (condensare) sau despiralizare (decondensare). În celulele care nu se divizează, cromozomii sunt într-o stare decondensată, deoarece numai în acest caz pot fi citite informațiile încorporate în ei. În timpul diviziunii celulare, spiralizarea realizează împachetarea densă a materialului ereditar, care este important pentru mișcarea cromozomilor în timpul mitozei. Lungimea totală a ADN-ului unei celule umane este de 2 metri, în timp ce lungimea totală a tuturor cromozomilor celulei este de numai 150 de microni.

Toate informațiile despre cromozomi au fost obținute din studiul cromozomilor în metafază. Fiecare cromozom metafază are două cromatide, care sunt cromozomi fiice (Fig. 290). Se separă în timpul mitozei. în celulele fiice și devin cromozomi independenți. Cromatide- molecule de ADN identice foarte spiralizate, formându-se

rezultate din replicare. Ele sunt conectate între ele în regiunea constricției primare ( centromerii), de care sunt atașate firele fusului de fisiune. Se numesc fragmentele în care constricția primară împarte cromozomul umerii, și capetele cromozomului - telomerii. Telomerii protejează capetele cromozomilor împotriva lipirii, contribuind astfel la păstrarea integrității cromozomilor. În funcție de localizarea centromerului, se disting (Fig. 291):

Unii cromozomi au constricții secundare apărute în zonele de condensare incompletă a cromatinei. Sunt organizatori nucleolari. Uneori, constricția secundară este foarte lungă și separă o mică secțiune de corpul principal al cromozomului - satelit. Astfel de cromozomi se numesc satelit.

Cromozomii au caracteristici individuale: lungime, poziția centromerului, formă.

Fiecare specie de organisme vii are un număr cert și constant de cromozomi în celulele sale. Cromozomii nucleului unei celule sunt întotdeauna pereche. Fiecare pereche este formată din cromozomi care au aceeași dimensiune, formă, poziție a constricțiilor primare și secundare. Astfel de cromozomi se numesc omolog. Oamenii au 23 de perechi de cromozomi omologi. Totalitatea caracteristicilor cantitative (număr și dimensiune) și calitative (formă) ale setului de cromozomi al unei celule somatice se numește cariotip. Numărul de cromozomi din cariotip este întotdeauna egal, deoarece celulele somatice au doi cromozomi de aceeași formă și dimensiune: unul este patern, celălalt este matern. Setul de cromozomi este întotdeauna specific speciei, adică este caracteristic doar pentru un anumit tip de organism. Dacă în nucleele celulelor cromozomii formează perechi omoloage, atunci un astfel de set de cromozomi se numește diploid(dublu) și notăm - 2n. Cantitatea de ADN corespunzătoare setului diploid de cromozomi este notată cu 2c. Setul diploid de cromozomi este caracteristic celulelor somatice. În nucleele celulelor germinale, fiecare cromozom este reprezentat la singular. Acest set de cromozomi se numește haploid(singur) și notează - n. La om, setul diploid conține 46 de cromozomi, iar setul haploid conține 23.

Împreună cu membranele și organele nemembranare din citoplasmă, există incluziuni celulare, care sunt elemente nepermanente ale celulei. Ele apar și dispar pe tot parcursul ciclului său de viață.

Ce se referă la incluziunile celulare, care este rolul lor în celulă?

De fapt, incluziunile sunt produse metabolice care se pot acumula sub formă de granule, boabe sau picături cu structuri chimice diferite. Se găsește rar în nucleu.

Ele se formează în principal în complexul lamelar și în reticulul endoplasmatic. Unele sunt rezultatul unei digestii incomplete (hemosiderină).

Procesul de despicare și îndepărtare depinde de origine. Incluziunile secretoare sunt excretate prin canale, incluziunile de carbohidrați și lipide sunt divizate sub acțiunea enzimelor, melanina este distrusă de celulele Langerhans.

Clasificarea incluziunilor celulare:

Trofice (amidon, glicogen, lipide);
secretorie (incluziuni ale pancreasului, organelor endocrine);
excretor (granule de acid uric);
pigment (melanina, bilirubina);
aleatoriu (medicamente, siliciu);
minerale (săruri de calciu).

Structură și funcții

gras incluziunile se acumulează adesea în citoplasmă sub formă de picături mici. Ele sunt caracteristice unicelulare, de exemplu, ciliate. La animalele superioare, picăturile de lipide sunt localizate în țesutul adipos. Acumularea excesivă de incluziuni grase duce la modificări patologice în organe, de exemplu, provoacă degenerarea grasă a ficatului.

Polizaharide au o structură granulară diverse forme si dimensiuni. Cele mai mari acumulări ale acestora sunt localizate în celulele mușchilor striați și a țesutului hepatic.

Incluziuni proteice nu sunt obișnuite, sunt în principal un nutrient în ouă (la examinare microscopică, se pot vedea tot felul de farfurii, bețișoare).

Lipofuscină pigmentată - acestea sunt incluziuni de culoare galbenă sau maro care se acumulează în celule în timpul vieții. Hemoglobina pigmentară face parte din celulele roșii din sânge. Rhodopsin - face ca tijele retinei să fie sensibile la lumină.

Structura și funcțiile incluziunilor celulare
grup	Caracteristică
Trofic	Aceasta include proteine, grăsimi și carbohidrați. Glicogenul se găsește în celulele animale, în special în ficat și fibrele musculare. Cu sarcini și consum de o cantitate mare de energie, este folosit în primul rând. Plantele stochează amidonul ca sursă principală de nutriție.
excretor	Acestea sunt produse ale metabolismului celular care nu au fost îndepărtate din acesta. Aceasta include și agenți străini care au pătruns în spațiul intracelular. Astfel de incluziuni sunt absorbite și procesate de lizozomi.
Secretar	Sinteza lor are loc în celule speciale, iar apoi sunt scoase prin canale sau cu fluxul de limfă și sânge. Grupul secretor include hormoni.
Pigment	Uneori sunt reprezentate de produse metabolice: granule de lipofuscină sau acumulări de hemosiderin. Se găsește în melanocite, celule cu coduri de culoare. Ele îndeplinesc o funcție de protecție, împiedicând acțiunea razelor solare. La cele mai simple specii, melanocitele se găsesc în multe organe, ceea ce conferă animalelor o culoare diferită. La om, masa principală de celule pigmentare este situată în epidermă, o parte în irisul ochiului.
Aleatoriu	Se găsește în celulele capabile de fagocitoză. Bacteriile capturate care sunt prost digerate rămân în citoplasmă sub formă de granule.
mineral	Acestea includ sărurile de Ca, care se depun cu o scădere a activității organului. Încălcarea metabolismului ionic duce, de asemenea, la acumularea de săruri în matricea mitocondrială.

Semnificația biologică și medicală a incluziunilor celulare

Acumularea excesivă de incluziuni poate duce la dezvoltarea unor patologii grave, care sunt denumite în mod obișnuit boli de acumulare. Formarea bolii este asociată cu o scădere a activității enzimelor lizozomale și cu aportul excesiv de substanțe (degenerarea grasă a ficatului, țesutul muscular cu glicogen).

De exemplu, dezvoltarea bolii ereditare Pompe se datorează unei deficiențe a enzimei maltaza acidă, ca urmare, glicogenul este încălzit în celule, ceea ce duce la distrofia țesutului nervos și muscular.

Substanțele caracteristice celulei, precum și substanțele străine care nu apar în mod normal (amiloidoza rinichilor) se pot acumula în citoplasmă. În timpul îmbătrânirii corpului, lipofuscina se acumulează în toate celulele, ceea ce servește ca un marker al inferiorității funcționale a celulelor.

Cum diferă organelele de incluziunile celulare?

Organele - acestea sunt elemente structurale permanente ale celulei, necesare pentru munca si viata stabila.

Incluziuni - acestea sunt componentele unei celule care pot veni și pleca de-a lungul vieții sale.

Organele și incluziuni

Organele nemembranare:

MITOCONDRII

(mitos - fir; chondr - cereale)

Deschis la sfârșitul secolului trecut. Cu ajutorul unui microscop electronic, structura lor a fost elucidată.

Acoperit de două membrane, între care se află un spațiu intermembranar. Membrana exterioară este poroasă. Pe membrana interioară există crestae, pe care se află ATP-somes (structuri speciale - particule cu enzime) unde are loc sinteza ATP. În interior se află o matrice, unde se găsesc catene de ADN, granule de ribozom, i-ARN, t-ARN și particule electro-dense, unde se află cationii Ca și Mg.

Matricea conține enzime care descompun produșii glicolizei (oxidarea anaerobă) în CO 2 și H. Ionii de hidrogen intră în ATP-some și se combină cu oxigenul pentru a forma apă. Energia eliberată în acest proces este utilizată în reacția de fosforilare cu formarea de ATP. ATP este capabil să se descompună în ADP și un reziduu de fosfor, precum și energia care este utilizată pentru a desfășura procese sintetice.

Astfel, mitocondriile sunt asociate cu producerea de energie prin sinteza ATP, motiv pentru care sunt considerate a fi stațiile energetice ale celulelor. Prezența ADN-ului și a ribozomilor indică sinteza autonomă a unor proteine. Durata de viață a mitocondriilor din neuroni este de la 6 la 30 de zile. Noua formare a mitocondriilor are loc datorită înmuguririi și formării constricțiilor, urmată de divizarea în două. Numărul de mitocondrii este de la 1000 la 3000, iar în ouă până la 300.000 (pierderea lor este completată din cauza diviziunii și înmuguririi).

RETICUL ENDOPLASMIC

Este un sistem de cisterne aplatizate, tubuli și vezicule, care împreună creează o rețea membranară a citoplasmei celulelor. Dacă ribozomii sunt atașați de suprafața exterioară, atunci rețeaua este granulară (aspră), fără ribozomi - agranulară. Funcția principală a reticulului endoplasmatic este acumularea, izolarea și transportul substanțelor formate. În rețeaua granulară are loc sinteza proteinelor, în rețeaua agranulară - sinteza și descompunerea glicogenului, sinteza hormonilor steroizi (lipide), neutralizarea toxinelor, substanțelor cancerigene etc. În fibrele musculare și celulele țesutului muscular neted, reticulul endoplasmatic este un depozit de Ca. Substanțele formate în rețea intră în complexul Golgi.

COMPLEXUL GOLGI

A fost deschis în 1898. Oamenii de știință au ajuns la concluzia că acest organoid concentrează selectiv substanțele sintetizate în celulă. Complexul Golgi este format din cisterne sau saci turtite; vezicule de transport care aduc un secret proteic din reticulul endoplasmatic; vacuole care condensează secretul, care sunt separate de saci și cisterne. Secretul din vacuole se îngroașă, iar acestea se transformă în granule secretoare, care sunt apoi îndepărtate din celulă.

Complexul Golgi se formează de jos pe suprafața de formare din fragmente (vezicule de transport) ale reticulului endoplasmatic situat sub acesta. Fragmentele se separă, se combină și formează saci sau cisterne. În rezervoarele complexului Golgi are loc și sinteza glicoproteinelor, adică. modificarea proteinelor prin combinarea polizaharidelor cu proteinele si formarea lizozomilor. Participă la formarea membranelor, inițiate în reticulul endoplasmatic.

LIZOZOM

Au fost deschise în 1955. Ele arată ca niște bule delimitate de o membrană. Au fost găsite prin prezența enzimelor hidrolitice (fosfatază acidă). Funcția lor principală este împărțirea substanțelor care au venit din exterior, precum și a organelelor și incluziunilor în timpul reînnoirii sau cu o scădere a activității funcționale (precum și întreaga celulă în condiții de involuție a organelor - de exemplu, involuția uterului după naştere). Astfel, lizozomii sunt sistemul digestiv al celulei.

Există 4 forme de lizozomi:

1. Primar - granule de depozitare.

2. Secundar (fagolizozomi), în care enzimele sunt activate și substanțele sunt lizate.

3. Autofagozomi - hidroliza structurilor intracelulare.

4. Corpuri reziduale, al căror conținut este îndepărtat din celulă prin exocitoză.

Substanțele digerate intră (difuzează) în hialoplasmă și sunt incluse în procesele metabolice.

PEROXIZOME

Acestea sunt structuri sferice cu un diametru de 0,3-1,5 microni. Matricea lor poate fi amorfă, granulară și cristalină. Ei provin din reticulul endoplasmatic și seamănă cu lizozomii, doar că mai puțin denși de electroni. Acestea conțin enzima catalaza, care distruge peroxizii formați în timpul descompunerii lipidelor, care sunt toxice pentru celulă, perturbând funcția membranelor.

Organele nemembranare:

RIBOSOM

Acestea sunt structuri care sunt asociate cu sinteza proteinelor. Ele se formează în nucleol și constau din proteină ribozomală provenită din citoplasmă și ARN ribozomal sintetizat în nucleol. În structura ribozomilor, există subunități mari și mici legate de ioni de Mg. Ribozomii sunt fie localizați liber în citoplasmă, fie sub formă de grupuri mici (polizomi), fie sunt asociați cu reticulul endoplasmatic.

Ribozomii și polizomii liberi se găsesc în celulele tinere și sintetizează proteine pentru creșterea celulelor, în timp ce ribozomii de pe reticulul endoplasmatic sintetizează proteine pentru export. Pentru sinteza proteinelor, este necesar: 1) aminoacizi (există 20); 2) Inf-ARN (format în nucleu, există trinucleotide pe el care formează codul; 3) ARN de transfer și 4) un număr de enzime.

CITOSCHELETUL

Multă vreme, oamenii de știință nu au știut ce menține ordinea în celulă și nu permite conținutului acesteia să se aglomereze, ceea ce face ca citoplasma să se miște, să își schimbe forma, până când a fost inventat microscopul electronic. A devenit clar că spațiul dintre miez și suprafața interioară a membranei plasmatice are o structură ordonată. În primul rând, este împărțit și împărțit în compartimente cu ajutorul membranelor interne, iar în al doilea rând, spațiul intracelular este umplut cu diverse filamente - fibre proteice sub formă de fir care alcătuiesc scheletul. După diametrul lor, aceste fibre au fost împărțite în microtubuli, microfibrileși filamente intermediare. S-a dovedit că microtubulii sunt cilindri goali, constând din proteina tubulină; microfibrile - structuri fibrilare lungi formate din proteine actină și miozină; și cele intermediare - din diferite proteine (în epiteliu - cheratina etc.) Microtubulii și microfibrilele asigură procese motorii în celulă și participă la funcția de sprijin. Filamentele intermediare îndeplinesc doar o funcție de susținere.

LA timpuri recente oamenii de știință au descoperit a patra componentă a citoscheletului - filamentele subțiri, care asigură legătura între principalele componente ale citoscheletului. Ele pătrund în întreaga citoplasmă, formând rețele și, eventual, sunt implicate în transmiterea semnalelor de la suprafața celulei către nucleu.

Microtubulii sunt implicați în formare centrioli, reprezentați ca doi cilindri perpendiculari unul pe celălalt. Cilindrii constau din 9 triplete de microtubuli (9 x 3)+0. Sateliții sunt conectați la centrioli, care sunt centrele ansamblului axului de diviziune. În jurul centriolilor sunt dispuse radial fibrile subțiri, formând o centrosferă. Împreună se numesc centrul celular.

În pregătirea diviziunii, centriolii se dublează. Doi centrioli diverg, iar lângă fiecare se formează o nouă fiică. Cuplurile merg la poli. În același timp, vechea rețea de microtubuli dispare și este înlocuită cu un fus mitotic, care constă tot din microtubuli, dar din simple nedublați (9 x1) + 0. Toate acestea sunt realizate de centrul celular.

Microtubulii sunt implicați în formarea cililor și flagelilor. Formula cililor și axonemul cozii spermatozoizilor este (9 x 2) + 2, iar formula corpului bazal de la baza cililor este (9 x 3) + 0. Cilii și flagelii conțin deneină în plus față de tubulină. . Dacă nu există unul sau doi tubuli centrali, atunci cilii și flagelii nu se mișcă. Acest lucru poate fi asociat cu infertilitatea masculină și bronșita cronică.

Filamente intermediare cel mai adesea localizate în acele locuri ale țesutului care suferă stres mecanic. Datorită puterii lor, ele continuă să servească chiar și după moartea celulei (părului).

INCLUZIUNI

Structuri neregulate ale citoplasmei. Acestea pot fi lipide, carbohidrați, proteine, vitamine și sunt folosite de celule ca surse de energie și nutrienți. Ele pot fi eliberate din celulă și utilizate de organism (incluziuni secretoare). Incluziunile sunt picături de grăsime, glicogen, enzime, incluziuni de pigment.

NUCLEU

Este o componentă esențială a unei celule cu drepturi depline. Oferă doua functii:

1. Stocarea și transferul informațiilor genetice.

2. Implementarea informațiilor pentru asigurarea sintezei proteinelor.

Informațiile ereditare sunt stocate sub formă de structuri ADN neschimbate. Reproducerea sau reduplicarea moleculelor de ADN (dublarea) are loc în nucleu, ceea ce face posibil ca două celule fiice să primească aceeași cantitate de informații genetice în timpul mitozei.

Despre moleculele de ADN transcrierea diverselor informații ARN, transport și ribozomal.

are loc în nucleu formarea subunităţilor ribozomale prin combinarea ARN ribozomal cu proteine ribozomale sintetizate în citoplasmă şi transferate în nucleu. Celulele fără nucleu nu sunt capabile să sintetizeze proteine (de exemplu, celulele roșii din sânge). Încălcarea oricărei funcții a nucleului duce la moartea celulei.

Forma nucleelor este în mare parte rotundă, dar există în formă de tijă și segmentate. Nucleul este împărțit în membrană nucleară, carioplasmă (matrice nucleară), cromatină și nucleol. Membrana nucleară - caryolema - este formată din două membrane lipoproteice, între care se află un spațiu perinuclear.

Învelișul are pori nucleari (complex de pori), 80-90 nm în diametru. În regiunea porilor, membranele se îmbină. În interiorul porului sunt trei rânduri de 8 granule (globule de proteine). În centru există și o granulă, iar cu fiecare dintre cele 24 de granule este conectată prin fire subțiri (fibrile), formând o plasă. Micromoleculele trec prin el din nucleu și în nucleu. Numărul de pori poate varia în funcție de activitatea nucleului.

Poliribozomii sunt localizați pe membrana nucleară exterioară cu fața către citoplasma celulei și poate trece în membranele reticulului endoplasmatic.

Membrana interioară are o legătură cu o placă densă, care este o rețea densă de fibrile proteice care sunt conectate la fibrilele carioplasmei. Placa și sistemul fibrilar îndeplinesc o funcție de susținere. O placă densă cu ajutorul proteinelor speciale este asociată cu secțiuni de cromozomi și asigură ordinea locației acestora în perioada de interfază.

Astfel, membrana nucleară este o barieră care separă conținutul nucleului de citoplasmă, limitând accesul liber la nucleul agregatelor mari și reglând transportul micromoleculelor între nucleu și citoplasmă și, de asemenea, fixează cromozomii din nucleu.

Carioplasma- substanta fara structura, contine diverse proteine (nucleoproteine, glicoproteine, enzime si compusi implicati in sinteza acizilor nucleici, proteine si alte substante). Granulele de ribonucleoproteine sunt vizibile la mărire mare. Au fost identificate produse ale metabolismului proteinelor, enzime glicolitice și altele.

Cromatina- substanta densa, bine colorata. Este reprezentat de un set de cromozomi. Cromozomii sunt prezenți în mod constant, dar sunt vizibili numai în timpul mitozei, deoarece spiralează puternic și se îngroașă. În nucleul de interfază, ele despiralizează și nu sunt vizibile. Zonele condensate conservate se numesc heterocromatina, iar zonele decondensate se numesc eucromatina, in care se lucreaza activ la sinteza substantelor. O mulțime de eucromatină este de obicei în celulele tinere.

Cromatina constă din ADN (30-40%), proteine (60-70%) și o cantitate mică de ARN (adică dezoxiribonucleoproteină). Molecula de ADN este un dublu helix, cu diverse baze azotate.Proteinele sunt reprezentate de histone si non-histone. Histonele (de bază) îndeplinesc o funcție structurală, asigurând plierea ADN-ului. Nonhistonii formează o matrice în nucleul de interfază și reglează sinteza acizilor nucleici.

nucleol- un corp de formă rotunjită în interiorul nucleului. Acesta este locul formării ARN-ului ribozomal și al formării ribozomilor. Organizatorii nucleolari sunt secțiuni ale cromozomului (sau ADN-ului) care conțin gene care codifică sinteza ARN-ului ribozomal. Aceste situsuri sunt adiacente suprafeței nucleolului sub formă de cromatina condensată, unde este sintetizat precursorul ARN. În zona nucleolului, precursorul este îmbrăcat cu proteine, formând subunități ribozomale. Intrând în citoplasmă, își completează formarea și participă la procesul de sinteză a proteinelor.

Nucleolul este format din: cromatină nucleolară, structuri fibrilare (filamente de ARN) și granulare (granule de ribozomi care formează ARN) constând din nucleoproteine. Componentele fibrilare și granulare formează filamentul nucleolar (nucleolonem).

Citoplasma este conținutul intern al celulei și constă din substanța principală, sau hialoplasmă, și diferite structuri intracelulare situate în ea.

Hialoplasma (matricea) este soluție de apă anorganice şi materie organică, capabil să-și schimbe vâscozitatea și să fie în continuă mișcare. Capacitatea de a se mișca sau curgerea citoplasmei se numește cicloză. Matricea este un mediu activ în care au loc multe procese chimice și fiziologice și care unește toate componentele celulei într-un singur sistem.

Structurile citoplasmatice ale celulei sunt reprezentate de incluziuni și organite.

Organelele sunt componente permanente și indispensabile ale majorității celulelor, având o structură specifică și îndeplinind funcții vitale. Organoizii au scop general și scop special.

Organelele de importanță generală sunt prezente în toate celulele și, în funcție de caracteristicile structurale, se împart în nemembranare, cu o singură membrană și cu două membrane.

Organele de semnificație deosebită sunt prezente numai în celulele anumitor țesuturi; de exemplu, miofibrile în țesuturile musculare, neurofibrile în țesutul nervos.

organele nemembranare.

Acest grup include ribozomi, microtubuli și microfilamente, precum și centrul celular.

RIBOZOMI.

ribozomi - organite foarte mici, prezente în toate tipurile de celule. Au o formă rotunjită, constau din cantități de masă aproximativ egale de ARNr și proteine și sunt reprezentate de două subunități: mare și mică. Între subunități este un spațiu unde se atașează ARNm.

În celule, ribozomii sunt localizați liber în citoplasmă, pe membranele EPS, în matricea mitocondrială, pe membrana exterioară a nucleului și la plante în plastide.

Funcția ribozomilor este asamblarea moleculelor de proteine.

În timpul sintezei active de proteine, se formează poliribozomi. Poliribozomi- un complex de ribozomi (de la 5 la 70 de ribozomi). Există o legătură între ribozomii individuali, care se realizează cu ajutorul moleculelor de ARNm.

Orez. 5. Structura ribozomului (schema)

1- subunitate mică; 2 - i-ARN; 3 - subunitate mare de 4-ARNr

MICROTUBURI ȘI MICROFILAMENTE

Microtubuli și microfilamente structuri filamentoase formate din diverse proteine contractile. Microtubulii arată ca niște cilindri goli lungi, ai căror pereți sunt formați din proteine - tubuline. Microfilamentele sunt structuri foarte subțiri, lungi, filamentoase compuse din actină și miozină. Microtubulii și microfilamentele pătrund în întreaga citoplasmă a celulei, formând citoscheletul acesteia, provocând cicloză, mișcări intracelulare ale organitelor, segregarea cromozomilor în timpul diviziunii materialului nuclear. Pe lângă microtubulii liberi care pătrund în citoplasmă, celulele au microtubuli organizați într-un anumit fel care formează centriolii centrului celular, corpurile bazale, cilii și flagelii.

CENTRUL CELULUI

Centrul celular sau centrozomul- situat de obicei in apropierea nucleului, este format din doi centrioli situati perpendicular unul pe celalalt. Fiecare centriol are forma unui cilindru gol, al cărui perete este format din 9 tripleți de microtubuli. Nu există microtubuli în centru. Prin urmare, sistemul de microtubuli centriol poate fi descris prin formula (9×3)+0.

În timpul pregătirii celulei pentru diviziune, are loc dublarea - duplicare centrioli: materna și fiica diverg către polii celulei, conturând direcția viitoarei diviziuni, în apropierea fiecăruia, din microtubulii citoplasmei se formează un nou centriol. Principalele funcții ale centrului celular sunt:

1) participarea la procesele de diviziune celulară, divergența centriolilor determină orientarea fusului de diviziune și mișcarea cromozomilor;

2) structura și funcția cililor și flagelilor (corpii bazali) este asociată cu acest organoid; astfel, centriolii sunt asociați cu procesele de mișcare în celulă.

Organele cu o singură membrană

Acestea includ reticulul endoplasmatic, aparatul Golgi, lizozomii și peroxizomii.

5.2.1 Reticulul endoplasmatic (RE).

Este o rețea în straturile interioare ale citoplasmei (endoplasmă) - reticulul endoplasmatic, care este sistem complex tubii, tubiiși cisterne delimitate de membrane.

Există EPS (EPR):

Neted (granular) (nu conține ribozomi pe membrane)	Aspru (granular) (pe membrane - ribozomi)
1. Sinteza glicogenului și a lipidelor (glande sebacee, ficat). 2. Acumularea produselor de sinteză. 3. Transport secret.	1. Sinteza proteinelor (celulele glandelor proteice). 2. Participarea la procesele secretorii, transportul secretiei. 3. Acumularea produselor de sinteză.
	4. Asigură comunicarea cu organele celulare. 5. Oferă transportul secretelor către organele celulare. 6. Asigură comunicarea între nucleu și organele celulare și membrana citoplasmatică. 7. Asigură circulația diferitelor substanțe prin citoplasmă. 8. Participarea la pinocitoză (transport diverse substante intrând în celulă din exterior).

Cea mai mare dezvoltare a EPS este caracteristică celulelor secretoare. EPS este slab dezvoltat la spermatozoizi.

Formarea EPS are loc în timpul diviziunii celulare din creșterile membranei citoplasmatice exterioare și ale membranei nucleare, se transmite de la celulă la celulă în timpul diviziunii celulare.

COMPLEXUL GOLGI

Complexul Golgi deschis în 1898 de Golgi.

Forma complexului poate fi sub forma unei rețele în jurul nucleului, sub formă de capac sau centură în jurul nucleului, sub formă de elemente individuale - corpuri rotunjite, în formă de seceră, numite dictiozomi.

Complexul Golgi este format din trei elemente care pot trece unul în altul și sunt interconectate între ele:

1) un sistem de rezervoare plate, dispuse în pachete de cinci până la opt, sub forma unui teanc de monede și strâns adiacente între ele;

2) un sistem de tubuli care se extind din rezervoare, anastomozându-se între ele și formând o rețea;

3) vezicule mari și mici care închid secțiunile de capăt ale tubilor.

Acest organoid este cel mai bine dezvoltat în celulele glandulare, de exemplu, în leucocite și ovocite, precum și în alte celule care produc produse proteice, polizaharide și lipide.

Dezvoltarea slabă a complexului Golgi este observată în celulele nediferențiate și tumorale.

Compozitie: fosfolipide, proteine, enzime pentru sinteza polizaharidelor si lipidelor.

1) participarea la activitatea secretorie a celulei;

2) acumularea de produse finite sau aproape finite;

3) transportul produselor de secreție în întreaga celulă printr-un sistem de tubuli și vezicule;

4) condensarea granulelor secretoare (eliminarea osmotică a apei);

5) izolarea și acumularea de substanțe toxice pentru celule din exterior (toxine, substanțe anestezice), care sunt apoi îndepărtate din celulă;

6) formarea boabelor de gălbenuș în ovocite;

7) formarea partițiilor celulare (în celulele vegetale).

Complexul Golgi în timpul diviziunii celulare este transferat de la mamă la fiică.

LIZOZOM

Ei îndeplinesc funcția de digestie intracelulară a macromoleculelor alimentare și a componentelor străine care intră în celulă în timpul fago- și pinocitozei, oferind celulei materii prime suplimentare pentru procesele chimice și energetice. Pentru a îndeplini aceste funcții, lizozomii conțin aproximativ 40 de enzime hidrolitice - hidrolaze care distrug proteinele, acizi nucleici, lipide, glucide la pH acid (proteinaze, nucleaze, fosfataze, lipaze). Există lizozomi primari, lizozomi secundari (fagolizozomi și autofagozomi) și corpi reziduali. Lizozomii primari sunt microvezicule desprinse din cavitățile aparatului Golgi, înconjurate de o singură membrană și care conțin un set de enzime. După fuziunea lizozomilor primari cu un anumit substrat de scindat, se formează diverși lizozomi secundari. Un exemplu de lizozomi secundari sunt vacuolele digestive ale protozoarelor. Astfel de lizozomi se numesc fagolizozomi sau heterofagozomi. Dacă fuziunea are loc cu organelele modificate ale celulei în sine, atunci se formează autofagozomi. Lizozomii, în cavitățile cărora se acumulează produse nedigerate, se numesc telolizozomi sau corpuri reziduale.

EPS, aparatul Golgi și lizozomii sunt structuri intracelulare legate funcțional, separate de citoplasmă printr-o singură membrană. Ele constituie un singur sistem tubular-vacuolar al celulei.

Peroxizomii

Au o formă ovală. Structurile asemănătoare cristalelor sunt situate în partea centrală a matricei. Matricea conține enzime pentru oxidarea aminoacizilor, în timpul cărora se formează peroxid de hidrogen. Este prezentă și enzima catalaza care distruge peroxidul (caracteristic celulelor hepatice și renale)

Organele cu membrană dublă

Mitocondriile

Forma mitocondriilor poate fi ovală, în formă de tijă, filamentoasă, foarte ramificată. Formele mitocondriilor se pot schimba de la una la alta cu modificări ale pH-ului, presiunii osmotice și temperaturii. Forma poate fi diferită în celule diferite și în părți diferite ale aceleiași celule.

În exterior, mitocondriile sunt delimitate de o membrană exterioară netedă. Membrana interioară formează numeroase excrescențe - cristae. Conținutul intern al mitocondriilor se numește matrice. Mitocondriile sunt organite semi-autonome, deoarece conțin propriul aparat pentru biosinteza proteinelor (ADN circular, ARN, ribozomi, aminoacizi, enzime).

Matrice- substanta este mai densa decat citoplasma, omogena.

krist mult în celulele hepatice, ele sunt situate strâns unul față de celălalt; mai putin in muschi.

Fig.7. Structura mitocondriilor (schema)

1- membrană exterioară netedă; 2 - membrana interioara; 3 - cristae; 4 - matrice (și conține o moleculă circulară de ADN, mulți ribozomi, enzime).

Dimensiunea mitocondriilor variază de la 0,2 la 20 de microni.

Numărul de mitocondrii variază în tipuri diferite celule: de la 5-7 la 2500, depinde de activitatea funcțională a celulelor. Un număr mare de mitocondrii în celulele hepatice, mușchii care lucrează (mai mult la tineri decât la cei bătrâni).

Locația mitocondriilor poate fi uniformă în întreaga citoplasmă, cum ar fi în celulele epiteliale, celulele nervoase, celulele protozoare sau neuniformă, de exemplu, în zona cu cea mai activă activitate celulară. În celulele secretoare, acestea sunt zonele în care se produce secretul, în celulele mușchiului cardiac și gameți (înconjoară nucleul). O legătură structurală între mitocondrii și nucleul celular a fost găsită în perioadele premergătoare diviziunii celulare. Se crede că în această perioadă au loc în mod activ procesele de metabolism și energie și se desfășoară conform unor structuri asemănătoare tuburilor.

Compoziție chimică: proteine - 70%, lipide - 25%, acizi nucleici (ADN, ARN - puțin), vitamine A, B 12, B 6, K, E, enzime.

Mitocondriile sunt organele cele mai sensibile la efecte diverși factori: medicamentele, febra, otrăvurile duc la umflături, creșterea volumului mitocondriilor, matricea acestora se lichefiază, numărul de criste scade și apar pliuri pe membrana exterioară. Aceste procese duc la perturbarea respirației celulare și pot deveni ireversibile cu expuneri frecvente și extreme.

În mitocondrii, ATP este sintetizat ca urmare a proceselor de oxidare a substraturilor organice și fosforilarea ADP și sinteza hormonilor steroizi.

În procesul de evoluție, diferite celule s-au adaptat să trăiască în diverse conditiiși îndeplinirea unor funcții specifice. Acest lucru a necesitat prezența în ele a organitelor speciale, care se numesc specializate.

Astfel de organele sunt prezente numai în celulele anumitor țesuturi, de exemplu, miofibrile - în mușchi, neurofibrile - în nerv, tono-fibrile, cili și flageli - în epiteliu.

INCLUZIUNI

Spre deosebire de organele, includere sunt structuri temporare care apar în celulă în anumite perioade ale vieții celulei. Locul principal de localizare a incluziunilor este citoplasma, dar uneori nucleul.

Incluziunile sunt produse ale metabolismului celular, pot lua forma de granule, boabe, picături, vacuole și cristale; sunt folosite fie de celula însăși după cum este necesar, fie servesc pentru întregul macroorganism.

Incluziuni clasificate in functie de compoziție chimică:

gras:	carbohidrati:	proteină:	pigmentat:
1) în orice celulă sub formă de picături de grăsime; 2) grăsime albă - țesut adipos specializat al adulților; 3) grăsime brună - țesut adipos specializat al embrionilor; 4) ca urmare a proceselor patologice - degenerarea grasă a celulelor (ficat, inimă); 5) în plante - semințele conțin până la 70% incluziuni;	1) glicogen - în celulele musculare scheletice, ficat, neuroni; 2) în celulele endoparaziților (tip de respirație anaerobă); 3) amidon - în celulele vegetale;	1) în ouă, celule hepatice, protozoare;	1) lipofuscină - pigment de îmbătrânire; 2) lipocromi - în substanța corticală-venaprenală și corpul galben al ovarului; 3) retinină - violet vizual al ochiului; 4) melanina - în celulele pigmentare; 5) hemoglobina - respiratorie - în eritrocite;
	secretorii: pot fi proteine, grasimi, carbohidrati, sau mixte si sunt localizate in celulele glandelor corespunzatoare: 1) glanda sebacee; 2) glandele endocrine; 3) glandele sistemului digestiv; 4) glandele mamare; 5) mucus în celulele caliciforme; 6) uleiuri esențiale de plante.

NUCLEUL CELULUI

Nucleul celular este implicat în diferențierea celulelor ca formă, număr, locație și dimensiune. Forma nucleului este adesea legată de forma celulei, dar poate fi și complet greșită. În celulele sferice, cubice și poliedrice, nucleul este de obicei sferic; în formă cilindrică, prismatică și fusiformă - forma unei elipse (miocit neted).

Fig 8. Miocit neted

Un exemplu de nucleu cu formă neregulată este nucleele leucocitelor (leucocite neutrofile segmentate - segmentate). Monocitele din sânge au un nucleu în formă de fasole.

Orez. 9. monocitul sanguin Orez. zece Segmentat

leucocite neutrofile

Majoritatea celulelor au un singur nucleu. Există însă celule binucleare: celule hepatice, hepatocite și condrocite cartilagice și celule multinucleare: osteoclaste ale țesutului osos și megacariocite ale măduvei osoase roșii - până la 100 de nuclei. Nucleii sunt mai ales numeroși în simplaste și sinciții (fibre musculare striate și țesut reticular), dar aceste formațiuni nu sunt de fapt celule.

Fig.11. hepatocite Orez. 12.Megakariacit

Dispunerea nucleelor este individuală pentru fiecare tip de celulă. De obicei, în celulele nediferențiate, nucleul este situat în centrul geometric al celulei. Odată cu maturarea, acumularea de nutrienți de rezervă și organite, nucleul se deplasează la periferie. Există celule în care nucleul ocupă o poziție puternic excentrică. Cel mai frapant exemplu în acest sens sunt celulele adipoase albe, adipocitele, în care aproape întregul volum al citoplasmei este ocupat de o picătură de grăsime. În orice caz, indiferent de modul în care se află nucleul în celulă, este aproape întotdeauna înconjurat de o zonă de citoplasmă nediferențiată.

Orez. 13 Adipocitele

Mărimea nucleului depinde de tipul de celulă și este de obicei direct proporțională cu volumul citoplasmei. Raportul dintre volumul nucleului și citoplasmă este de obicei exprimat prin așa-numitul raport Hertwig nuclear-plasmatic (N-C): cu o creștere a volumului citoplasmei, crește și volumul nucleului. Momentul debutului diviziunii celulare, aparent, este determinat de o modificare a raportului R-C și se datorează faptului că doar un anumit volum al nucleului este capabil să controleze un anumit volum al citoplasmei. De obicei, nuclei mai mari se găsesc în celulele tumorale tinere, celule care se pregătesc pentru diviziune. În același timp, volumul nucleului este o caracteristică caracteristică fiecărui țesut. Există țesuturi ale căror celule au un nucleu mic în raport cu volumul citoplasmei, acestea sunt așa-numitele celule citoplasmatic tip. Acestea includ majoritatea celulelor corpului, de exemplu, toate tipurile de epitelii.

Altele - au un nucleu mare, care ocupă aproape întreaga celulă și o margine subțire a citoplasmei - celule nuclear cum ar fi limfocitele din sânge.

Fig.16 Structura nucleului (diagrama)

1- ribozomi pe membrana exterioară; 2 - pori nucleari; 3 - membrana exterioara; 4 - membrana interioara; 5 - invelis nuclear; (kariolemă, nucleolemă); 6 - spațiu perinuclear în formă de fante; 7 - nucleol;

8 - suc nuclear (carioplasmă, nucleoplasmă); 9 - heterocromatina;

10 - eucromatina.

plic nuclear format din două membrane biologice elementare, între care se află o fante perinucleare spaţiu. Învelișul nuclear servește la delimitarea spațiului intranuclear de citoplasma celulei. Nu este continuu si are cele mai mici gauri - pori. Porul nuclear se formează prin fuziunea membranelor nucleare și este o structură globulo-fibrilară organizată complex care umple perforația din învelișul nuclear. Acest așa-zis complex de pori nucleari. De-a lungul marginii găurii există trei rânduri de granule (opt în fiecare). Primul rând este adiacent spațiului intranuclear, al doilea cu citoplasmă, iar al treilea este situat între ele. Procesele fibrilare pleacă de la granule, care sunt conectate în centru cu ajutorul granulelor și creează un sept, diafragmă peste por. Numărul de pori nu este constant și depinde de activitatea metabolică a celulei.

suc nuclear- o masa necolorata care umple intregul spatiu intern al nucleului dintre componentele sale si este un sistem coloidal si prezinta turgestie.

Nucleoli- unul sau mai multe corpuri de steroizi, adesea destul marime mare(în neurocite și ovocite). nucleoli - nucleoli- cea mai densa structura a nucleului, se coloreaza bine cu coloranti bazici, fiind bogati in ARN. Este eterogen în structura sa, are o structură cu granulație fină sau cu fibre fine. Servește ca loc de educație ribozom.

Cromatina- zonele de substanță densă, care sunt bine percepute de coloranți, sunt caracteristice unei celule nedivizoare. Cromatina are alta starea de agregare- in timpul diviziunii celulare se transforma prin condensare si spiralizare in cromozomii. Fiecare cromozom are centromer- locul de atașare la firele fusului de diviziune în timpul mitozei centromerului împarte cromozomul în două brațe.

Pe lângă centromer (constricție primară), cromozomul poate avea constricție secundarăși despărțiți de ea satelit. La exterior, fiecare cromozom este acoperit peliculă, sub care se află o proteină matrice. În matrice sunt cromatide. Cromatidele sunt formate din şchiopătură, iar cei de la filamente. Setul de cromozomi din fiecare organism este set de cromozomi.

Fig17. Structura cromozomală (diagrama)

1 - centromer (constricție primară); 2-umeri; 3 - constricție secundară; 4-satelit; 5 - peliculă; 6 - matricea proteică; 7 - cromatina

REPRODUCEREA CELULELE.

Toate organismele vii sunt formate din celule. În procesul de activitate vitală, o parte din celulele corpului se uzează, îmbătrânește și moare. Singura modalitate de a forma celule este divizarea celor anterioare. Diviziunea celulară este un proces vital pentru toate organismele.

Ciclul de viață (celule).

Viața unei celule din momentul originii sale ca urmare a diviziunii celulei materne până la propria sa diviziune sau moarte se numește ciclu de viață (celulă).. O componentă esențială a ciclului celular este ciclu mitotic, inclusiv perioada de pregătire a celulelor pentru diviziunea și diviziunea în sine. Pregătirea celulelor pentru diviziune, sau interfaza, este o parte semnificativă a timpului ciclului mitotic și constă din perioade:

1. Presintetic (postmitotic) G1 - apare imediat după diviziunea celulară. Procesele de biosinteză au loc în celule, se formează noi organite. Celula tânără crește. Această perioadă este cea mai variabilă ca durată.

2. S-ul sintetic este principalul din ciclul mitotic. Are loc replicarea ADN-ului. Fiecare cromozom devine dublu catenar, adică este format din două cromatide - molecule de ADN identice. În plus, celula continuă să sintetizeze ARN și proteine. În divizarea celulelor de mamifere, durează aproximativ 6-10 ore.

3. Postsintetic (premitotic) G2 este relativ scurt, în celulele de mamifere este de aproximativ 2-5 ore. În acest moment, numărul de centrioli și mitocondrii se dublează, au loc procese metabolice active, se acumulează proteine și energie pentru următoarea divizie. Celula începe să se divizeze.

7.2 DIVIZIUNEA CELULARĂ.

Au fost descrise trei metode de diviziune a celulelor eucariote:

1) amitoza (diviziunea directa),

2) mitoză (diviziunea indirectă).

3) meioza (diviziunea de reducere).

7.2.1 Amitoza- diviziunea celulară fără spiralizarea cromozomilor, a apărut mai devreme decât mitoza. În acest fel se reproduc procariote, foarte specializateși degradant celule. În același timp, membrana nucleară și nucleolii nu dispar, cromozomii rămân spiralați.

Tipuri de amitoză:

1) dantelă(caracteristic bacteriilor)

2) fragmentare(megacarioblast, megacariocit)

3)care înmugurește(muguri de trombocite din megacariocite)

Prin distributie genetic material

Iradierea, degenerarea țesuturilor și acțiunea diferiților agenți care perturbă intrarea celulelor în mitoză duc la diviziunea fără un aparat mitotic.

Mitoză

Se caracterizează prin distrugerea membranei nucleare și a nucleolilor, spiralizarea cromozomilor. În mitoză, există profaza, metafaza, anafazași telofaza.

Fig.18. Diagrama mitozei

eu. profaza:

1) Forma celulei devine rotundă, conținutul ei devine mai vâscos, cromozomii iau forma unor fire lungi și subțiri răsucite în interiorul nucleului. Fiecare cromozom este format din două cromatide.

2) Cromatidele se scurtează treptat și se apropie de membrana nucleară, ceea ce este un semn al începerii distrugerii cariolemei.

3) Axul se dezvoltă: centriolii diverg spre poli și se dublează, între ei se formează firele fusului de fisiune.

4) Are loc distrugerea membranei nucleare, în centrul celulei se formează o zonă de citoplasmă lichidă, unde cromozomii se repedează.

metafaza târzie

Cromozomii se aliniază în planul ecuatorial, formându-se placa metafizară. Firele fusului sunt atașate de centromerii cromozomilor.

Există două tipuri de fibre fuse: unele dintre ele sunt asociate cu cromozomi și sunt numite cromozomiale, în timp ce altele se întind de la pol la pol și sunt numite continuu.

maternă

IV. Telofază.

Migrarea a două grupuri fiice de cromozomi către polii opuși ai celulei este încheiată. reconstrucţie nuclee şi decondensare cromozomii, se despiralizeaza, se reface caryolema, apar nucleoli. Fisiunea nucleară este finalizată.

Începe citokineza (citotomie)- procesul de ligatură și diviziune a citoplasmei cu formarea constricției. Are loc o „fierbere” a suprafeței celulare datorită creșterii sale intense. Citoplasma își pierde vâscozitatea, centriolii își pierd activitatea, organelele sunt împărțite aproximativ la jumătate între celulele fiice.

Fig.24 Citokineza

Tipuri de mitoză:

1) Orice țesut este un sistem de autoreglare, în legătură cu acesta, numărul de celule care au murit în țesut este echilibrat de numărul celor formate.

2) Există indemnizație zilnică ritmurile activității mitotice. Cea mai mare activitate mitotică coincide cu perioadele de repaus tisular, iar o creștere a funcției tisulare duce la inhibarea mitozelor (la animalele nocturne - dimineața devreme și la animalele care duc un stil de viață în timpul zilei - noaptea).

3) Efectul inhibitor asupra activității mitotice este exercitat de hormonii de stres: adrenalina și norepinefrina, iar efectul stimulator este exercitat de hormonul de creștere. Modificările activității mitotice apar din cauza modificărilor duratei interfazei. Fiecare celulă are inițial capacitatea de a se diviza, dar în anumite condiții această capacitate inhibat. Inhibarea poate fi de diferite grade, până la ireversibilă.

durata de viata a celulei poate fi gândit ca o perioadă de la o diviziune la alta. În populațiile de celule stabile, în care practic nu există reproducere celulară, durata lor de viață este maximă (ficat, sistem nervos).

Endoreproducție- toate cazurile când are loc reduplicarea cromozomilor sau replicarea ADN-ului, diviziunea celulară nu are loc. Aceasta duce la poliplodie, o creștere a volumului nucleului și celulelor. Poate apărea cu încălcări ale aparatului mitotic, se observă atât în condiții normale, cât și patologice. Este caracteristic celulelor ficatului, tractului urinar.

Endomitoza continuă cu o înveliș nuclear indestructibil. Reduplicarea cromozomilor are loc ca în diviziunea normală, rezultând formarea de cromozomi giganți. Se observă toate figurile caracteristice mitozei, dar apar în interiorul nucleului. Distinge endoprofaza,endometafaza,endoanafaza,endotelofaza. Deoarece shell-ul nucleului este păstrat, rezultatul este poliploid celulă. Semnificația endomitozei constă în faptul că în timpul acesteia activitatea principală a celulei nu se oprește.

Citoplasma(citoplasma) este un sistem coloidal complex format din hialoplasmă, organele membranare și nemembranare și incluziuni.

Hialoplasma (din greacă. hialin - transparent) este un sistem coloidal complex format din diverși biopolimeri (proteine, acizi nucleici, polizaharide), care este capabil să treacă dintr-o stare asemănătoare solului (lichid) la un gel și invers.

¨Hyaloplasma este formată din apă, compuși organici și anorganici dizolvați în ea și cytomatrix, reprezentată de o plasă trabeculară de fibre proteice, de 2-3 nm grosime.

¨Funcția hialoplasmei este ca acest mediu să unească toate structurile celulare și să le asigure interacțiunea chimică între ele.

Majoritatea proceselor de transport intracelular se desfășoară prin hialoplasmă: transferul de aminoacizi, acizi grași, nucleotide și zaharuri. În hialoplasmă, există un flux constant de ioni către și dinspre membrana plasmatică, către mitocondrii, nucleu și vacuole. Hialoplasma reprezintă aproximativ 50% din volumul total al citoplasmei.

Organele și incluziuni. Organelele sunt microstructuri care sunt permanente și obligatorii pentru toate celulele, asigurând îndeplinirea funcțiilor vitale ale celulelor.

În funcție de mărimea organelelor, sunt împărțite în:

1) microscopic - vizibil la microscop optic;

submicroscopic - se distinge cu un microscop electronic.

În funcție de prezența unei membrane în compoziția organelelor, există:

1) membrana;

non-membrană.

În funcție de scop, toate organitele sunt împărțite în:

Organele membranare

Mitocondriile

Mitocondriile sunt organite membranare microscopice, de uz general.

¨Dimensiuni - grosime 0,5 microni, lungime de la 1 la 10 microni.

¨Forma - ovala, alungita, neregulata.

¨Structură - mitocondria este limitată de două membrane de aproximativ 7 nm grosime:

1)Membrana mitocondrială netedă exterioară(membrana mitocondrialis externa), care separă mitocondriile de hialoplasmă. Are contururi egale, este inchisa in asa fel incat sa reprezinte o geanta.

membrana mitocondrială internă(memrana mitocondrialis interna), care formează excrescențe, pliuri (cristae) în interiorul mitocondriilor și limitează conținutul intern al mitocondriilor - matricea. Partea interioară Mitocondriile sunt umplute cu o substanță densă în electroni numită matrice.

Matricea are o structură cu granulație fină și conține fire subțiri de 2-3 nm grosime și granule cu dimensiunea de aproximativ 15-20 nm. Catenele sunt molecule de ADN, iar granulele mici sunt ribozomi mitocondriali.

¨Funcțiile mitocondriilor

1. Sinteza și acumularea de energie sub formă de ATP are loc ca urmare a proceselor de oxidare a substraturilor organice și de fosforilare a ATP. Aceste reacții au loc cu participarea enzimelor ciclului acidului tricarboxilic localizate în matrice. Membranele cristei au sisteme pentru transportul suplimentar de electroni și fosforilarea oxidativă asociată (fosforilarea ADP la ATP).

2. Sinteza proteinelor. Mitocondriile au un sistem autonom de sinteză a proteinelor în matricea lor. Acestea sunt singurele organite care au propriile lor molecule de ADN fără proteine histonice. Formarea ribozomilor are loc și în matricea mitocondrială, care sintetizează o serie de proteine care nu sunt codificate de nucleu și sunt folosite pentru a-și construi propriile sisteme enzimatice.

3. Reglarea schimbului de apă.

Lizozomi

Lizozomii (lizozomii) sunt organite membranoase submicroscopice în scopuri generale.

¨Dimensiuni - 0,2-0,4 microni

¨Formă - ovală, mică, sferică.

¨Structură - lizozomii conțin enzime proteolitice (se cunosc mai mult de 60), care sunt capabile să descompună diverși biopolimeri. Enzimele sunt situate într-un sac membranar închis, ceea ce le împiedică să intre în hialoplasmă.

Există patru tipuri de lizozomi:

lizozomi primari;

Secundar (heterofagozomi, fagolizozomi);

Autofagozomi

Corpuri reziduale.

Lizozomi primari- sunt mici vezicule membranare de 0,2-0,5 microni, umplute cu o substanta nestructurata ce contine enzime hidrolitice in stare inactiva (marker - fosfataza acida).

Lizozomi secundari(heterofagozomi) sau vacuole digestive intracelulare, care se formează prin fuziunea lizozomilor primari cu vacuolele fagocitare. Enzimele primare de lizozom vin în contact cu biopolimerii și îi descompun în monomeri. Acestea din urmă sunt transportate prin membrană către hialoplasmă, unde sunt reutilizate, adică sunt incluse în diferite procese metabolice.

Autofagozomi (autolizozomi)- se gasesc constant in celulele protozoarelor, plantelor si animalelor. După morfologia lor, sunt clasificați ca lizozomi secundari, dar cu diferența că aceste vacuole conțin fragmente sau chiar structuri citoplasmatice întregi, precum mitocondrii, plastide, ribozomi, granule de glicogen.

Corpuri reziduale(telolyzosome, corpusculum residuale) - sunt reziduuri nedivizate înconjurate de o membrană biologică, conțin o cantitate mică de enzime hidrolitice, conținutul este compactat și restructurat în ele. Adesea, structurarea secundară a lipidelor nedigerate are loc în corpurile reziduale, iar acestea din urmă formează structuri stratificate. Există, de asemenea, o depunere de substanțe pigmentare - un pigment de îmbătrânire care conține lipofuscină.

¨Funcția - digestia macromoleculelor biogene, modificarea produselor sintetizate de celulă cu ajutorul hidrolazelor.

Ce se referă la incluziunile celulare, care este rolul lor în celulă?

Structură și funcții

Semnificația biologică și medicală a incluziunilor celulare

Organele și incluziuni

Organele membranare

Citeste si