Цитоплазма
Цитоплазма отделена от окружающей среды плазмолемой 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). Открытая Портером (1945г.). Представляет собой мембранные вакуолярные образования размером от 20 нм до 1 мкм в диаметре. Различают гранулярную (ГЭС) и агранулярную (АЭС) эндоплазматическую сетку.
ГЭС на своих мембранах содержит рибосомы, которые участвуют в синтезе белков на экспорт и в синтезе компонентов клеточных мембран. Синтезируемые рибосомальные 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 поперечнополосатых мышечных волокнах участвует в депонировании ионов Са.
2) комплекс Гольджи, или пластинчатый комплекс (аппарат Гольджи) описанный в 1898 г. Это система пухерцев и приплюснутых цистерн, ограниченных мембраной. Отдельные их скопления-диктиосомы имеют CIS-и trans-части. Комплекс Гольджи е 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, содержащие гидролазы (протеиназы, нуклеазы, глюкозидазы, липазы, фосфатазы), осуществляющие 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 фагоцитиванных частиц до мономеров, их транспорт в цитоплазму, где осуществляется дальнейшая их ретилизация и включение в обменные процессы.
Лизосомы обеспечивают также модификацию внутриклеточных элементов, например, в щитовидной железе осуществляется гидролиз тироглобулина, вследствие чего от него отщепляется тироксин.
Считают, что путем аутофагоцитоза осуществляется отбор и уничтожение измененных и поврежденных внутриклеточных элементов.
4) пероксисомы по своему строению и происхождению схожи с лизосомами. Пероксидазы, содержащиеся в них, 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 разного рода ферменты, участвующие в синтезе АТФ. Преобразования 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 отношении их автономия ограничена, поскольку синтез собственного белка не обеспечивает 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, создающих большую и малую субъединицы. Участвуют в синтезе белка.
Включение - 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, гем, липофусцин и др.).
Ядро
В состав ядра входят ядерный матрикс (белковый остов), нуклеоплазма (кариоплазма), хроматин (хромосомы), ядрышко, рибосомы. Ядро отделено от содержимого цитоплазмы ядерной оболочкой (нуклеолемой).
Ядро - система генетической детерминации и регуляции белкового синтеза.
Структуры ядра участвуют в делении клеток. Безъядерные клетки теряют 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 (детально морфология хромосом изучается в курсе «Генетика сельскохозяйственных животных»).