Što je organela? Struktura i funkcija organoida. Organa biljne stanice. Organoidi životinjskih stanica

Stanica je razinu organizacije živih tvari, nezavisni biosustav koji ima osnovna svojstva svih živih bića. Dakle, može se razvijati, reproducirati, pomicati, prilagoditi i mijenjati. Osim toga, bilo koje stanice karakteriziraju metabolizam, specifična struktura, redoslijed struktura i funkcija.

Znanost, koja se bavi proučavanjem stanica, je citologija. Njezin je predmet strukturne jedinice višestaničnih životinja i biljaka, jednostaničnih organizama - bakterija, protozoa i algi, koji se sastoje od samo jedne stanice.

Ako govorimo o općoj organizaciji strukturnih jedinica živih organizama, oni se sastoje od ljuske i jezgre s nukleolusom. Također u njihovom sastavu su stanice organela, citoplazma. Do danas su razne metode istraživanja vrlo razvijene, no vodeće mjesto zauzima mikroskopija, što omogućuje proučavanje strukture stanica i istraživanje osnovnih strukturnih elemenata.

Što je organela?

Organoidi (oni su također nazvani organelles) su stalni sastavni elementi bilo koje ćelije koje čine cjelinu i obavljaju određene funkcije. To su strukture koje su vitalne za održavanje svojih aktivnosti.

Po organele uključuju jezgru, lizosome endoplazmatski retikulum i Golgi aparata, a vezikule vakuole, mitohondrije, ribosoma i stanica centar (centrosome). Tu su i strukture koje čine staničnog citoskeleta (mikrofilamenata i mikrotubule) melanosomima. Odvojena je potreba dodijeliti organoide pokreta. To su cilija, flagella, myofibre i pseudopodi.

Sve ove strukture međusobno su povezane i osiguravaju koordiniranu aktivnost stanica. Zato je pitanje: "Što je organoid?" - Možete odgovoriti da je to komponenta koja se može izjednačiti s organom višestaničnog organizma.

Klasifikacija organela

Stanice se razlikuju po veličini i formi, kao i njihovim funkcijama, ali imaju sličnu kemijsku strukturu i jedinstveno načelo organizacije. Istodobno, pitanje što je organoid i koje je strukture, vrlo je kontroverzno. Na primjer, lizosomi ili vakuoli ponekad ne pripadaju staničnim organelama.

Ako govorimo o klasifikaciji ovih komponenti stanica, izolirani su nemembrannyi i membranski organoidi. Nemembrannye - centar stanica i ribosomi. Organoidi kretanja (mikrotubule i mikrofilamenti) također su bez membrana.

U srcu strukture membranskih organela prisutnost je biološke membrane. Jednosmembrane i bi-membranske organele imaju ljusku s jednom strukturom koja se sastoji od dvostrukog sloja fosfolipida i molekula proteina. Odvaja citoplazmu od vanjskog okruženja, pomaže stanici da zadrži svoj oblik. Važno je zapamtiti da u biljnih stanica Osim membrane, tu je i vanjska celuloza membrana, koja se naziva stanična stijenka. Obavlja funkciju podupiranja.

Membrane organele uključuju EPS, lizosome i mitohondrije, kao i lizosome i plastide. Njihove membrane mogu se razlikovati samo u skupini bjelančevina.

Ako govorimo o funkcionalnoj sposobnosti organela, neki od njih su u stanju sintetizirati određene tvari. Dakle, sinteza važnih organele - mitohondrije, koje proizvode ATP. Ribosoma plastidi (kloroplasta) i grubo endoplazmatska mrežica odgovoran za sintezu proteina, glatka EBL - za sintezu lipida i ugljikohidrata.

Razmotrite strukturu i funkcije organoida detaljnije.

srž

Ova orgulja je iznimno važna, jer kada se uklanja stanice prestaju funkcionirati i umrijeti.

Jezgra ima dvostruku membranu, u kojoj postoje mnoge pore. Uz pomoć njih, to je usko povezano s endoplazmatskim retikulumom i citoplazmom. Ova organela sadrži kromatin - kromosome, koji su kompleks proteina i DNA. S obzirom na to, može se reći da je to jezgra koja je organelle koja je odgovorna za održavanje većine genoma.

Tekući dio jezgre zove se karyoplazma. Sadrži proizvode vitalne aktivnosti temeljnih struktura. Najgušći područje - Nukleolus, u kojem se nalazi ribosom kompleks proteina i RNA, kao i kalijev fosfat, magnezij, cink, željezo i kalcij. The nukleolus nestaje prije dioba stanica i nastaje ponovno u posljednjim fazama ovog procesa.

Endoplazmatski retikulum (retikulum)

EPS je organoid s jednim membranom. Zauzima polovicu volumena ćelije i sastoji se od tubula i cisterni koje su međusobno povezane, kao i citoplazmatske membrane i vanjske ljuske jezgre. Membrana ovog organoida ima istu strukturu kao plazmalom. Ta je struktura holistička i ne otvara se u citoplazmu.

Endoplazmatski retikulum je glatki i granularan (grubi). Na unutrašnjoj ljusci granulirane EPS nalaze se ribosomi, u kojima je sinteza proteina. Na površini glatkog endoplazmatskog retikula nema ribosoma, no ovdje se provodi sinteza ugljikohidrata i masti.

Sve tvari koje su nastale u endoplazmatskom retikulumu, prenose sustavom tubula i kanala za odredišta gdje nagomilanih i zatim se koristi u raznim biološkim procesima.

S obzirom na sposobnost sinteze EPS odlučan retikulum nalazi u stanicama čija je primarna funkcija - formiranje proteina i glatke - u stanica koje sintetiziraju ugljikohidrata i masti. Osim toga, glatka retikulum akumulirati kalcijeve ione koji su potrebni za normalno funkcioniranje stanica ili organizma.

Također treba napomenuti da je EPS mjesto Golgi aparata.

Lizosomi, njihove funkcije

Lizosome - su stanične organele koje su prikazane odnomembrannymi vrećice sa zaobljenim i hidrolize probavni enzimi (proteaza, lipaza i nukleazama). Sadržaj lizosoma karakterizira kiselinski medij. Membrane formacije Podaci ih izolirati iz citoplazme, sprječava uništavanje drugih strukturnih sastavnica stanica. Kada je pustite, enzimi lizosoma u citoplazmi stanice javlja samouništenje - autoliznoj.

Treba napomenuti da se enzimi uglavnom sintetizira na neravnom endoplazmin retikulum, a zatim se preselio u Golgi aparata. Ovdje se mijenjati, pakira u membranskih vezikula i počeli su se odvajati i postaju nezavisne dijelove stanice - lizosome koji su primarna i sekundarna.

Primarni lizosome - struktura koje su odvojene od Golgi aparata, i sekundarni (probavni vakuole) - oni koji nastaju uslijed taljenja primarnih liposomima i endocytotic vakuole.

S obzirom na takvu strukturu i organizaciju, moguće je izdvojiti glavne funkcije lizosoma:

• probavu različitih tvari unutar stanice;
• uništavanje staničnih struktura koje nisu potrebne;
• sudjelovanje u procesima reorganizacije stanica.

vakuole

Vacuoles su single membrane orgulje sfernog oblika, koji su spremnici vode i organski i anorganski spojevi otopljeni u njemu. Formiranje tih struktura uključilo je Golgi aparat i EPS.

Postoji nekoliko vakuola u životinjskoj stanici. Mala su i zauzimaju više od 5% volumena. Njihova glavna uloga je osigurati prijevoz tvari u cijeloj stanici.

vakuole biljne stanice Veliki i zauzimaju do 90% volumena. U zreloj ćeliji, postoji samo jedan vakuum, koji zauzima središnji položaj. Njegova membrana zove se tonoplast, a sadržaj se naziva stanični sok. Glavne funkcije biljnih vakuola su osiguranje napetosti stanične membrane, nakupljanje različitih spojeva i otpadnih stanica. Osim toga, ove organele stanica organa opskrbljuju vodu potrebnu za proces fotosinteze.

Ako govorimo o sastavu stanica SAP, ona uključuje sljedeće supstance:

• rezerve - organske kiseline, ugljikohidrati i bjelančevine, pojedinačne aminokiseline;
• spojevi koji nastaju tijekom života stanica i akumuliraju se u njima (alkaloidi, tanini i fenoli);
• phytoncides i phytohormones;
• Pigmenti, zbog kojih su voće, korijenje i latice cvjetova obojeni u odgovarajućoj boji.

Golgi Complex

Struktura organoida nazvanih "Golgi aparat" je vrlo jednostavna. U biljnim stanicama, one se pojavljuju kao odvojeni tele membrana u životinjskim stanicama predstavljao tenkova, kanale i mjehurići. Strukturni jedinica Golgi kompleks - to dictyosome, što predstavlja složeni 4-6 „tenkova” i malih mjehurića koji su odvojeni od njih, a koji su unutarstanični transportni sustav, a također može poslužiti kao izvor liposomima. Broj diktiosoma može biti od jednog do nekoliko stotina.

Golgijev kompleks, u pravilu, nalazi se u blizini jezgre. U životinjskim stanicama - blizu središta stanica. Glavne funkcije ovih organela su sljedeće:

• izlučivanje i nakupljanje proteina, lipida i saharida;
• modificiranje organskih spojeva koji ulaze u kompleks Golgi;
• Ovaj organoid je mjesto stvaranja lizosoma.

Opaženo je da EPS, lizosom u vakuole, Golgijevog aparata i zajedno tvore cjevasti vascular-sustav, koji razdvaja stanicu u zasebne odjeljke s odgovarajućim funkcije. Osim toga, ovaj sustav omogućuje trajno ažuriranje membrana.

Mitohondrija - energetske stanice stanica

Mitohondri su biomembranski organoidi štapićastog, globularnog ili filiformnog oblika koji sintetiziraju ATP. Imaju vanjsku glatku površinu i unutarnju membranu s brojnim nabora, koje se nazivaju cristae. Treba napomenuti da se broj krista u mitohondrijima može mijenjati ovisno o potrebama stanica za energijom. Na unutarnjoj je membrani koncentrirana brojna enzimska kompleksa koja sintetiziraju adenozin trifosfat. Ovdje se energija kemijskih veza pretvara u makroergijske veze ATP. Osim toga, u mitohondrijima dijeli masne kiseline i ugljikohidrate s oslobađanjem energije, koja akumulira i koristi se za rast i sintezu procesa.

Unutarnje okruženje ovih organela zove se matrica. Sadrži prstenasti DNA i RNA, male ribosome. Zanimljivo je da su mitohondri polu-autonomni organoidi, budući da ovise o funkcioniranju ćelije, ali istodobno mogu zadržati određenu neovisnost. Dakle, oni su u stanju sintetizirati vlastite proteine ​​i enzime, te također samostalno reproducirati.

Smatra se da su mitohondriji se dogodila kada je pušten u stanicu domaćina aerobnih prokariotskih organizama, što je dovelo do stvaranja specifičan kompleks simbiotska. Tako, mitohondrijska DNA ima istu strukturu kao i DNK modernih bakterija i sintezu proteina u mitohondrijima i u bakterijama inhibira istim antibioticima.

Plastidi su organoidi biljnih stanica

Plastidi su prilično velike organele. Oni su prisutni samo u biljnim stanicama i formiraju se od prekursora - proplastidi, sadrže DNA. Ove organele igraju važnu ulogu u metabolizmu i odvojene su od citoplazme dvostrukom membranom. Osim toga, oni mogu oblikovati naručeni sustav unutarnjih membrana.

Plastidi dolaze u tri tipa:

1. Kloroplasti su najbrojniji plastidi odgovorni za fotosintezu, u kojima nastaju organski spojevi i slobodni kisik. Ove strukture imaju složenu strukturu i sposobne su se kretati u citoplazmi prema izvoru svjetlosti. Glavna tvar koja se nalazi u kloroplastima je klorofil, kroz koji biljke mogu koristiti energiju sunca. Valja napomenuti da su kloroplasti su slične mitohondrije semiautonomous strukture su nesposobni za samostalan podjele i sintezu vlastitih proteina.
2. Leukoplast - bezbojni plastidi, koji pod utjecajem svjetla postaju kloroplasti. Ove stanične komponente sadrže enzime. Pomoću njih, glukoza se pretvara i nakuplja u obliku škroba. U nekim biljkama, ti plastidi mogu nakupiti lipide ili proteine ​​u obliku kristala i amorfnih tijela. Najveći broj leukoplasta koncentriran je u stanicama podzemnih organa biljaka.
3. Kromoplasti su derivati ​​druge dvije vrste plastida. Oni stvaraju karotenoide (uništavanje klorofila), koje imaju crvenu, žutu ili narančastu boju. Kromoplasti su posljednja faza plastidne transformacije. Većina ih je u voću, laticama i jesenskom lišću.

ribosoma

Što je organoid zvan ribosom? ribosoma nazvane nemebrannye organele, koje se sastoje od dva fragmenta (male i velike podjedinice). Njihov je promjer oko 20 nm. Pronađeni su u svim vrstama stanica. Oni su organele životinja i biljnih stanica, bakterija. Ove strukture formiraju se u jezgri, nakon čega prelaze u citoplazmu, gdje se nalaze slobodno ili priložene EPS. Ovisno o svojstvima sinteze, ribosomi funkcioniraju sami ili se kombiniraju u komplekse, tvoreći polibosome. U ovom slučaju, te ne-membranske organele vezane su informacijskom RNA molekulom.

Ribosom sadrži 4 molekule r-RNA, koje čine njegov okvir, kao i različite proteine. Glavni zadatak ovog organoida je prikupljanje polipeptidnog lanca, što je prva faza sinteze proteina. Oni proteini koji se formiraju ribosomi endoplazmatskog retikuluma mogu koristiti cijeli organizam. Proteini za potrebe jedne stanice sintetiziraju ribosomi, koji se nalaze u citoplazmi. Treba napomenuti da se ribosomi također nalaze u mitohondrijima i plastidima.

Stanice citoskeleta

Stanični citoskelet formiraju se mikrotubulama i mikrofilamentima. Mikrotubule su cilindrične formacije promjera 24 nm. Njihova dužina je 100 μm-1 mm. Glavna komponenta je protein zvan tubulin. Nije sposoban za kontrakciju i može uništiti kolhicin. Mikrotubule se nalaze u hijaloplazmi i obavljaju sljedeće funkcije:

• stvoriti elastičan, ali istodobno snažan ćelični okvir koji mu dopušta da zadrži svoj oblik;
• sudjelovati u procesu distribucije kromosoma stanica;
• osigurati kretanje organela;
• nalaze se u staničnom središtu, kao iu flagella i cilijini.

Mikrofilamenti - niti postavljene ispod plazma membrana i sastoji se od aktina ili miozinskog proteina. Oni mogu ugovoriti, što dovodi do kretanja citoplazme ili izbočenja stanične membrane. Osim toga, te komponente su uključene u stvaranje konstrikcije u staničnoj diobi.

Centar stanica (centrosome)

Ova organella se sastoji od 2 centriola i centrosfere. Centriol je cilindričan. Njegove su zidove oblikovane s tri mikrotubule, koje se međusobno spajaju unakrsnim povezivanjem. Centrioli su postavljeni u paru pod pravim kutom jedni drugima. Treba napomenuti da su stanice viših biljaka lišene tih organoida.

Glavna uloga središta stanica je osigurati ravnomjernu raspodjelu kromosoma tijekom diobe stanica. Također je središte organizacije citoskeleta.

Orgulje pokreta

Organoidi pokreta nose ciljeve, a također i flagella. To su minijaturni outgrowths u obliku vlasi. Flagela sadrži 20 mikrotubula. Njegova baza nalazi se u citoplazmi i naziva se bazalnim tijelom. Duljina flageluma iznosi 100 μm ili više. Flagelliti, koji imaju samo 10-20 mikrona, nazivaju se cilijani. Pri klizanju mikrotubula, cilija i flagella mogu oscilirati, što uzrokuje kretanje same stanice. U citoplazmi mogu se sadržavati kontraktilni fibrili, zvani miofibrili - oni su organele životinjskih stanica. Myofibrati se, u pravilu, nalaze u myocitima - stanicama mišićnog tkiva, kao iu stanicama srca. Oni se sastoje od manjih vlakana (protofibrila).

Valja napomenuti da su miofibrili snopovi se sastoje od tamno vlakana - je anizotropni diskove, kao i pramenovi - to je izotropna diskova. Strukturna jedinica miofibrila je sarkomer. Ovo je područje između anizotropnog i izotropnog diska, koji ima aktin i miozin filament. Kada skliznu, sarkomere se smanjuju, što dovodi do kretanja cijelog mišićnog vlakna. Istodobno se koristi energija ATP i kalcija.

Uz pomoć flagele, najjednostavniji i spermatozoida životinja se kreće. Cilia su orgulje pokreta infusoria-cipele. U životinjama i ljudima pokrivaju dišne ​​puteve dišnih puteva i pomažu da se riješe malih krutih čestica, na primjer, iz prašine. Osim toga, postoji pseudopodia koji osiguravaju kretanje amoeboid su elementi više jednostaničnih organizama i životinja (na primjer, stanice leukocita).

Većina biljaka ne može se kretati u svemiru. Njihovi se pokreti sastoje od rasta, pokreta lišća i promjena u citoplazmi stanica.

zaključak

Unatoč raznolikosti stanica, svi imaju sličnu strukturu i organizaciju. Struktura i funkcije organoida karakterizira identična svojstva, osiguravajući normalno funkcioniranje i pojedinih stanica i cijelog organizma.

Ta se regularnost može izraziti na sljedeći način.

Tablica "Organoidi eukariotskih stanica"

Ako izvučemo zaključke, možemo reći da postoje neznatne razlike između životinjskih i biljnih stanica. U ovom slučaju, funkcionalne značajke i struktura organoida (gore navedena tablica, potvrđuje to) ima opće načelo organizacije. Stanica funkcionira kao koherentni i integrirani sustav. U ovom slučaju, funkcije organoida međusobno su povezane i usmjerene su na optimalan rad i održavanje vitalne aktivnosti stanica.