Цитоплазма и Ядро

Цитоплазма отделена от окружающей среды плазмолеммой и состоит из гиалоплазмы, органелл и включений.

Гиалоплазма (греч. hyalinos - прозрачный) - матрикс цитоплазмы, истинная внутренняя среда клетки. Это сложная коллоидная система, состоящая из биополимеров (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и др.). Среди белков главными являются глобулярные (до 20-25% от всех белков в клетке). Кроме того, в гиалоплазме содержатся ферменты, активирующие синтез белков, тРНК. В гиалоплазме осуществляются все метаболические процессы.

Органеллы - Постоянно присутствующие, обязательные для всех клеток микроструктуры, выполняющие жизненно важные функции. Они подразделяются на органеллы общего значения и специализированные. По строению органеллы бывают мембранные и немембранные.

Мембранные органеллы:

1) Эндоплазматическая сеть (ЭПС). Открыта Портером (1945г.). Представляет мембранные вакуолярные образования размером от 20 нм до 1 мкм в диаметре. Различают гранулярную (ГЭС) и агранулярную (АЭС) эндоплазматическую сеть.

ГЭС на своих мембранах содержит рибосомы, которые участвуют в синтезе белков на экспорт и в синтезе компонентов клеточных мембран. Синтезирующиеся рибосомами белки в канальцах ГЭС подвергаются химической модификации и локальной конденсации, а также транспортировке в комплекс Гольджи.

АЭС участвует в метаболизме липидов и некоторых полисахаридов. В гладких миоцитах дезактивирует вредные соединения, а в исчерченных мышечных волокнах участвует в депонировании ионов Са.

2) Комплекс Гольджи, или пластинчатый комплекс (аппарат Гольджи) описан в 1898 г. Это система пузырьков и уплощённых цистерн, ограниченных мембраной. Отдельные их скопления - диктиосомы имеют cis - и trans-части. Является производным ЭПС. Функции: сегрегация и накопление продуктов, синтезированных в ЭПС; 2) их химическая перестройка и созревание; 3) синтез полисахаридов и их комплексирование с белками, поступающими из ГЭС, с образованием пептидогликанов; 4) транспорт секретов и их экзоцитоз; 5) участие в формировании лизосом; 6) ресинтез липидов, образование липопротеидов и их последующий экзоцитоз. Модификация белков, синтезированных в ЭПС, осуществляется в Cis-Части, а их сортировка - в Trans-Части. При этом образуется два типа вакуолей: одни из них содержат гидролазы (первичные лизосомы), а другие - белки на экспорт.

3) Лизосомы - мембранные органеллы в виде пузырьков, содержащих гидролазы (протеиназы, нуклеазы, глюкозидазы, липазы, фосфатазы), которые осуществляют расщепление различных биополимеров в кислой среде. Размер лизосом - 0,2-0,4 мкм.

Различают 3 типа лизосом: первичные, вторичные (фаголизосомы и аутофагосомы) и остаточные тельца.

Первичные лизосомы содержат гидролазы, в том числе и маркер лизосом - кислую фосфатазу.

Вторичные лизосомы (или пищеварительные вакуоли) - фаголизосомы, или гетерофагосомы, и аутофагосомы. В них происходит расщепление фагоцитированных частиц до мономеров, их транспорт в цитоплазму, где осуществляется дальнейшая их реутилизация и включение в обменные процессы.

Лизосомы обеспечивают также модификацию внутриклеточных элементов, например, в щитовидной железе осуществляется гидролиз тироглобулина, в результате чего от него отщепляется тироксин.

Полагают, что путём аутофагоцитоза осуществляется отбор и уничтожение изменённых и повреждённых внутриклеточных элементов.

4) Пероксисомы по своему строению и происхождению сходны с лизосомами. Содержащиеся в них пероксидазы участвуют в расщеплении перекисей.

5) Митохондрии (впервые описаны Бянда, 1897 г.). Это двухмембранные органеллы. Внутренняя мембрана образует многочисленные складки - кристы, между которыми находится матрикс, содержащий различного рода ферменты, участвующие в синтезе АТФ. Превращения АТФ сопровождаются высвобождением энергии, которая обеспечивает метаболические процессы клетки. Кроме того, в митохондриях автономно синтезируются в небольшом количестве белки для собственных нужд. Но в этом плане их автономия ограничена, т. к. синтез собственного белка не обеспечивают всех функций митохондрий.

Немембранные органеллы:

1) Микротрубочки. Они входят в состав веретена клеточного деления, центриолей центросомы, ресничек, жгутиков и базальных телец, все они содержат белки тубулины и состоят из 13 субъединиц.

2) Рибосомы. Состоят из равного количества белка и РНК, образующих большую и малую субъединицы. Участвуют в синтезе белка.

Включения - Необязательные компоненты клетки, возникающие и исчезающие в процессе метаболизма в ней. Бывают трофические (гликоген, лецитин, белки, липиды), секреторные (слюна, желудочный и панкреатический сок, и др.), экскреторные (мочевина, креатин, креатинин, соли и др.) и пигментные (меланин, гемм, липофусцин и др.).

Ядро

В состав ядра входят ядерный матрикс (белковый остов), нуклеоплазма (кариоплазма), хроматин (хромосомы), ядрышко, рибосомы. Ядро отграничено от содержимого цитоплазмы ядерной оболочкой (нуклеолеммой).

Ядро - система генетической детерминации и регуляции белкового синтеза.

Структуры ядра участвуют в делении клеток. Безъядерные клетки утрачивают эту способность.

Хромосомы. Состоят из молекулы ДНК, гистоновых (основных) и негистоновых белков и РНК. Количество кислых белков в их составе варьирует в зависимости от активности хромосом и степени их конденсации в клеточном цикле (подробно морфология хромосом изучается в курсе "Генетика сельскохозяйственных животных").