Эндоплазматический ретикулум строение и функции

Эндоплазматический ретикулум строение и функции

Строение и расположение ЭПР

Важная клеточная структура была открыта ученым-биологом К. Портером. Эндоплазматическая сеть, расположенная в цитоплазме, может занимать до 30% всей площади клетки. В её состав входит большое количество полостей разного размера. Чем интенсивнее обмен веществ в клетке, тем больше каналов, трубочек и цистерн в этом органоиде.

Полости ЭПР заполнены однородным веществом — матриксом. Эта субстанция связывает систему с:

  • цитоплазмой;
  • остальными компонентами клетки;
  • ядром;
  • мембраной.

Оболочка ЭПР идентична основной мембране. Она также состоит из фосфолипидов, холестерина, белков и различных ферментов. Полости, покрытые мембраной, образуют систему параллельно расположенным каналам. При изучении органоида электронным микроскопом можно увидеть структуру, напоминающую лабиринт с отростками и обособленными частями.

К стенке сети могут крепиться рибосомы. Именно количество этих структур, соединённых с мембраной, определяют вид ЭПС.

Типы эндоплазматического комплекса

Классификация ЭПР проводится по единственному критерию — наличию рибосом на поверхности мембраны. Рибосома — это шарообразная молекула, которая образована специфическими рибонуклеиновыми кислотами. Большинство биологов выделяют 2 вида ЭПС:

  1. Гладкую.
  2. Шероховатую (гранулярную).

Рисунок гранулярной ЭПР выглядит неоднородно, такому виду эндоплазматической сети дали определение шероховатой. Этот органоид отсутствует только в клетках мужских половых органов. Наиболее развита шероховатая ЭПС в клетках, продуцирующих железы.

На поверхности гладкого эндоплазматического ретикулума нет рибосом. Эта структура есть во всех клетках живых организмов. Уровень развития этого комплекса зависит от функций определённой клетки. Такая сеть образуется за счёт освобождения или сброса рибосом с поверхности оболочки. Подробная информация представлена в таблице.

Некоторые учёные выделяют третий тип органоида — переходный. К этому классу относят ЭПС с небольшим количеством рибосом на поверхности.

Роль органоида

ЭПС является уникальной транспортной системой. Однако именно тип эндоплазматического ретикулума определяет перечень функций органеллы в жизнедеятельности клетки.

Общие функции

Эндоплазматическая сеть за счёт её уникального строения выполняет 2 основные функции: транспорт и синтез веществ. При помощи мембранной оболочки, каналов и трубочек питательные вещества переносятся из одной части клетки в другую. Таким образом поддерживается связь между всеми органеллами. Ряд важнейших элементов переносится через оболочку против градиента концентрации.

Ферменты, входящие в состав стенки ЭПС, синтезируют липиды. Образованные элементы позволяют:

  • формировать мембрану клетки, обеспечивая защитную функцию;
  • самовоспроизводиться ЭПС;
  • участвовать в создании новой оболочки ядра после деления клетки.

Снаружи и внутри оболочки комплекса образуется разница потенциалов. Это позволяет проводить импульсы возбуждения. ЭПС является накопителем кальция, который играет важную роль в сокращении мышечной ткани.

Другой важнейшей функцией ЭПР является структурирование. Полости и мембраны, которые пронизывают цитоплазму, не позволяют смешиваться веществам и смещаться органоидам в клетке. Специфические функции определяются видом ЭПР.

Значение гладкой ЭПС

Агранулярная (гладкая) сеть задействована во всех процессах обмена веществ в клетке. Несмотря на то что на поверхности стенки ЭПС нет большого количества рибосом, она активно участвует в образовании гормонов. Например, гладкая сеть особенно развита в органах, продуцирующих половые и стероидные гормоны, в коре надпочечников.

Кроме этого, эндоплазматический ретикулум выполняет ключевую роль в росте и развитии всех растений. Сеть участвует в синтезе особых структур — провакуолей. Этот органоид позволяет накапливать питательные вещества, необходимые для роста. Кроме ЭПС, он может быть синтезирован только аппаратом Гольджи.

В этом органоиде накапливаются углеводы, а затем синтезируются в более простые части. В том числе в ЭПР происходит распад сложных углеводов до глюкозы. Это позволяет регулировать уровень сахара в крови.

В полостях комплекса накапливаются не только углеводы, но и продукты гидролиза. Особенное значение имеет накопление кальция в каналах ЭПС. Это вещество играет ключевую роль в функционировании мышечной ткани. Поэтому в клетках мышц ЭПС развита настолько, что её выделяют в отдельный тип — саркоплазматический ретикулум. За счёт выброса кальция в межклеточное и внутриклеточное пространство происходит сокращение ткани.

Вредные вещества и яды, попадающие в организм из внешней среды, нейтрализуются эндоплазматической сетью. К частицам токсина присоединяется свободный радикал, который обеспечивает растворение вредного вещества в воде. После этого процесса яд выводится из организма вместе с жидкостью. Учёными доказано, что в клетках некоторых тканей ЭПС может нейтрализовать вредное действие таких сильных веществ, как фенобарбитал.

Если токсичные вещества поступают в организм регулярно и в больших количествах, эндоплазматический ретикулум начинает активно развиваться в клетках, выделяя большее количество радикалов. Это объясняет некоторые явления из повседневной жизни. Например, человеку, регулярно употребляющему алкоголь или наркотические средства, со временем приходится увеличивать дозу, так как свободных радикалов, нейтрализующих яды, выделяется намного больше.

Гладкая сеть наиболее уязвима по отношению к факторам внешней среды. Поэтому довольно часто наблюдаются её повреждения. Это приводит к ослаблению клетки и всего организма, может способствовать развитию различных заболеваний.

Особенности шероховатой сети

В связи со сложным строением этот вид комплекса выполняет не только функции, перечисленные выше, но и ряд других специфических.

Рибосомы на поверхности эндоплазматического ретикулума обуславливают основную функцию этого органоида. Именно в ЭПС происходит образование почти всех видов белков. Синтез протекает в несколько сложных этапов:

  1. Рибосомы образуют сложные полипептидные нити.
  2. Они располагаются в полости ЭПР.
  3. Начинается процесс преобразования полипептидных цепочек при помощи сложных химических процессов.
  4. В результате реакции белковая цепочка обрезается и скручивается.
  5. Образуется трёхмерная молекула белка правильной формы.
  6. Синтезированный белок транспортируется в аппарат Гольджи, а затем выводится из клетки или доставляется к другим органеллам.
Читайте также:  Признаки появления метастаз в легких

Кроме этого, шероховатая ЭПС выполняет структурную функцию. Такой органоид, как аппарат Гольджи, полностью формируется при помощи ЭПР.

Из-за своего сложного строения эндоплазматическая сеть до сих пор до конца не изучена. Даже в XXI веке учёные продолжают оценивать роль этого важного клеточного органоида.

Немного истории

Клетка считается наименьшей структурной единицей любого организма, однако и она также из чего-то состоит. Одним из её компонентов и является эндоплазматическая сеть. Более того, ЭПС является обязательной составляющей любой клетки в принципе (кроме некоторых вирусов и бактерий). Открыта она американским учёным К. Портером ещё в 1945 году. Именно он заметил системы канальцев и вакуолей, которые как бы скопились вокруг ядра. Также Портером было замечено, что размеры ЭПС в клетках разных существ и даже органов и тканей одного организма не аналогичны друг другу. Он пришёл к выводу о том, что это связано с функциями той или иной клетки, степенью её развития, а также стадией дифференцировки. Например, у человека очень хорошо развита ЭПС в клетках кишечника, слизистых и надпочечников.

Понятие

ЭПС — система канальцев, трубочек, пузырьков и мембран, которые расположены в цитоплазме клетки.

Эндоплазматическая сеть: строение и функции

Во-первых, это транспортная функция. Как и цитоплазма, эндоплазматическая сеть обеспечивает обмен веществ между органоидами. Во-вторых, ЭПС совершает структурирование и группировку содержимого клетки, разбивая его на определённые секции. В-третьих, важнейшей функцией является синтез белка, который осуществляется в рибосомах шероховатой эндоплазматической сети, а также синтез углеводов и липидов, который происходит на мембранах гладкой ЭПС.

Строение ЭПС

Всего существует 2 типа эндоплазматической сети: зернистая (шероховатая) и гладкая. Функции, выполняемые данной составляющей, зависят именно от типа самой клетки. На мембранах гладкой сети находятся отделы, вырабатывающие ферменты, которые затем участвуют в обмене веществ. Шероховатая эндоплазматическая сеть содержит на своих мембранах рибосомы.

Краткая информация о других наиболее важных составляющих клетки

Цитоплазма: строение и функции

Клеточная мембрана: строение и функции

Молекулы фосфолипидов и белков, образуя два слоя, составляют мембрану. Она представляет собой тончайшую плёнку, окутывающую всю клетку. Неотъемлемым ее компонентом также являются полисахариды. А у растений снаружи она ещё покрыта тонким слоем клетчатки.

Основной функцией клеточной мембраны является ограничение внутреннего содержимого клетки (цитоплазмы и всех органоидов). Поскольку в ней содержатся мельчайшие поры, она обеспечивает транспорт и обмен веществ. Может также являться катализатором при осуществлении каких-то химических процессов и рецептором при возникновении внешней опасности.

Ядро: строение и функции

Именно ядром регулируются абсолютно все процессы, происходящие в клетке (обмен веществ, синтез и т.д.). И именно этот компонент является основным носителем наследственной информации всего организма.

В ядрышках происходит синтез белка и молекул РНК.

Являются органоидами, обеспечивающими основной синтез белка. Могут находиться как в свободном пространстве цитоплазмы клетки, так и в комплексе с другими органоидами (эндоплазматическая сеть, например). Если рибосомы расположены на мембранах шероховатой ЭПС (находясь на наружных стенках мембран, рибосомы создают шероховатости), эффективность синтеза белка возрастает в несколько раз. Это было доказано многочисленными научными экспериментами.

Органоид, состоящий из некоторых полостей, постоянно выделяющих различных размеров пузырьки. Накопленные вещества также использует для нужд клетки и организма. Комплекс Гольджи и эндоплазматическая сеть нередко расположены рядом.

Органоиды, окружённые специальной мембраной и выполняющие пищеварительную функцию клетки, называются лизосомами.

Органоиды, окружённые несколькими мембранами и выполняющие энергетическую функцию, то есть обеспечивающие синтез молекул АТФ и распределяющие полученную энергию по клетке.

Пластиды. Виды пластидов

— хлоропласты (функция фотосинтеза);

— хромопласты (накапливание и сохранение каротиноидов);

— лейкопласты (накапливание и хранение крахмала).

Органоиды, предназначенные для передвижения

Они также совершают какие-то движения (жгутики, реснички, длинные отростки и т.п.).

Эндоплазматическая сеть, или эндоплазматический ретикулум (ЭПР), представляет собой систему мембранных канальцев, пронизывающих цитоплазму и тесно контактирующих с другими органоидами клетки. По ЭПР осуществляется внутриклеточный транспорт веществ, а также она является местом синтеза некоторых органических соединений.

На поверхности некоторых мембран ЭПР могут находиться рибосомы, которые осуществляют синтез белков. Такой ЭПР называется шероховатым, или гранулярным.

Гладкий эндоплазматический ретикулум (агранулярный ЭПР)

11. Аппарат Гольджи, строение и функции.
АГ- стопка уплощенных мембранных мешочков-цистерн, которые на одном конце стопки непрерывно образуются, а на другом — отшнуровываются в виде пузырьков. Стопки могут существовать в виде дискретных диктиосом. Функции: в цистернах происходит химическая модификация поступающих клеточных продуктов, в пузырьках — транспорт веществ. Участвует в процессе секреции, синтеза, формировании лизосом, вакуолей, оболочки.

12. Структура, организация лизосом, сферосом, рибосом, микротрубочек, микрофиламентов, микротелец.
Лизосомы (0,2 — 18 мкм) — сферические одномембранные пузырьки с гомогенным содержимым, богатым гидролитическими ферментами. Выполняют функции, связанные с распадом структур и молекул (гидролизируют белки, нуклеиновые кислоты), участвуют в аутофагии, автолизе, эндо- и экзоцитозе.
Сферосомы синтезируют жирные масла.
Рибосомы (17-23 нм) — очень мелкие безмембранные органеллы, состоящие из 2 субчастиц — большой и малой. Содержат белок и РНК приблизительно в равных долях. Находятся в цитоплазме, ядрышке, на поверхности шероховатого ЭПР, в митохондриях и хлоропластах.
Микротрубочки (24 нм) — очень тонкие, длинные цилиндрические органеллы, растущие с одного конца путем добавления белка тубулина. Участвуют в перемещении органелл, ориентации микроибрилл, входят в состав цитоскелета.
Микрофиламенты (5-7 нм) — тончайшие нити белка актина. Формируют цитоскелет, участвуют в эндо- и экзоцитозе.
Микротельца (0,2-1,5 нм) — органеллы несколько неправильной сферической формы, окруженные одинарной мембраной. Содержимое зернистое, с кристаллоидом или нитевидными скоплениями. Обеспечивают превращение жиров в углеводы (глиоксисомы). Содержат фермент каталазу, расщепляющий пероксид водорода (пероксисомы).

Читайте также:  Давление от лишнего веса

13. Строение и функции митохондрий. Происхождение митохондрий.
Митохондрия (до 10 мкм) окружена оболочкой из двух мембран; внутренняя мембрана образует складки — кристы. Матрикс содержит небольшое количество рибосом, 1 кольцевую молекулу ДНК и фосфатные гранулы.
Функции: при анаэробном дыхании в кристах происходит окислительное фосфорилирование и перенос электронов, а в матриксе работают ферменты, участвующие в цикле Кребса и в окислении жирных кислот; осуществляют процессы освобождения энергии и образование АТФ.
Теории первой группы предполагают, что геном органелл происходит от ядерного генома: часть ядерного генома оказалась механически отделена мембранами от основной части и постепенно приобрела способность к независимому функционированию.
Теории второй группы предполагают симбиотические события и геномный материал органелл внеклеточного происхождения: вначале факультативные прокариотические симбионты, с течением времени потеряли часть своих генов и стали зависимы от ядерного генома, став, таким образом, облигатными симбионтами. Постепенно за ними закрепилась и определенная функция внутриклеточного метаболизма.

14. Пластиды. Типы пластид. Взаимопревращение пластид.
Пластиды — наиболее крупные органеллы, свойственные только растительным клеткам. Образуются из пропластид меристематических клеток. Обладают генетической автономией, т.к. имеют собственные ДНК, РНК, рибосомы. Содержат пигменты — хлорофиллы, каротиноиды и их производные.
— Хлоропласты — зелёные пластиды, обеспечивающие фотосинтез, синтез АТФ, липидов, белков. Внутренние выросты — тилакоиды — собранные в стопки, формируют граны, на поверхности которых протекают световые реакции фотосинтеза.
— Хромопласты — пластиды, окрашенные в желтый — красный цвет благодаря наличию каротиноидов (каротина, ксантофила).
— Лейкопласты — бесцветные пластиды, состоящие из белково-липидной стромы. Характерны для клеток меристемы, запасающей ткани и эпидермы. амилопласты — синтезируют вторичный крахмал; протеопласты — образуют запасные белки; олеопласты — накапливают жирные масла.
Превращения: лейкопласты — в хлоропласты (позеленение клубней картофеля на свету); хромопласты – в хлоропласты (позеленение освещённой части корнеплода моркови); хлоропласты — в лейкопласты и хромопласты (созревание плодов помидора).
— Хроматофоры — пластиды водорослей. Содержат, помимо хлорофиллов a, b, c, d, дополнительные специфические пигменты (фикоциан, фикоэритрины и др.).

15. Вакуоли. Химический состав клеточного сока. Образование вакуолей.
Вакуоль — пространство в цитоплазме, отграниченное от неё тонопластом и заполненное клетоным соком. Функции вакуолей — накопление запасных, экскреторных веществ, воды, что обусловливает осмотическое давление и поддержание тургора клеток.
Клеточный сок вакуолей вырабатывается цитоплазмой. Он более вязкий, чем вода, не имеет никакой внутренней структуры (оптически пуст). На 90% клеточный сок состоит из воды, в которой растворены разнообразные минеральные и органические соединения — углеводы (сахара, полисахариды, слизи, камеди), органические кислоты (лимонная, яблочная, щавлевая, янтарная. ) и их соли, аминокислоты, протеины пигменты (антоциан, антохлор, флавоноиды), гликозиды, танины, алкалоиды, витамины, сапонины и др.
Образование: молодые клетки оычно имеют густую цитоплазму без вакуолей, но по мере их роста между слоями ЭПС появляется множество мелких полостей; в их образовании участвуют диктиосомы, пузырьки Гольджи, цистерны и агранулярные пузырьки ЭПР; во взрослой клетке вакуоли сливаются в одну центральную вакуоль, оттесняющую протопласт к оболочке.

16. Оболочка растительной клетки. Химический состав и молекулярная организация оболочки. Образование клеточной оболочки.
Оболочка растительной клетки ограничивает и защищает протопласт, участвует в поглощении, проведении и секреции веществ. В делящейся клетке сначала образуется клеточная пластинка, превращающаяся в срединную пластинку, а затем формируется первичная оболочка. Она тонкая, эластичная, состоит из пектиновых веществ, целлюлозы и гемицеллюлоз. По мере роста клетки оболочка утолщается путём наслоения и образования вторичной оболочки. В результате клеточная оболочка состоит из первичной и вторичной оболочек. Опорно-структурными единицами вторичной оболочки являются молекулы целлюлозы, объединенные в цепочки — мицеллы. Пучки мицелл образуют микрофибриллы, собранные в волокнистые фибриллы. Пространства между мицеллами заполняет пластический матрикс из пектатов и гемицеллюлоз.

17. Рост клеточной оболочки. Первичная и вторичная оболочка. Поры оболочки. Перфорации. Мацерация.
Первичная оболочка тонкая, эластичная, состоит из пектиновых веществ, целлюлозы и гемицеллюлоз. По мере роста клетки оболочка утолщается путём наслоения и образования вторичной оболочки. Она может оставаться целлюлозной эластичной или претерпевать химические изменения, терять элластичность, приобретать дополнительные свойства. Первичные оболочки клеток утолщаются обычно неравномерно и всегда имеются тонкие, не утолщенные участки клеточной оболочки — поры или сквозные отверстия — перфорации. Простые поры состоят из порового отверстия и порового канала: прямые, косые, щелевидные, разветвлённые поры. Более сложное строение имеют окаймленные и полуокаймленные поры проводящих тканей.
Мацерация — разрушение межклеточного вещества, ведущее к разъединению клеток. Естественным путём она происходит при переходе протопектина в пектин в процессе созревания сочных плодов.

Читайте также:  Какой врач проверяет на глисты

18. Утолщения клеточной оболочки. Вторичные химические изменения клеточной стенки. Образование межклетников.
Как правило, оболочки вегетативных клеток утолщаются во внутрь клетки, а оболочки спор и цветочной пыльцы нарастают снаружи в виде шипов, валиков и пр.
Одревеснение (лигнификация) — пропитывание оболочки лигнином; ведёт к отмиранию протопласта, понижает эластичность клеточных стенок, повышает твёрдость, прочность и стойкость, фиксирует форму.
Опробковение (суберинизация) — пропитывание клеточной оболочки жироподобным веществом — суберином. При этом клетки отмирают, теряют эластичность, становятся водо- и газонепроницаемыми, стойкими к гниению.
Кутинизация — процесс выделения жироподобного вещества — кутина во внешнюю стенку клеток эпидермы, а также образование наружного воскоподобного слоя — кутикулы. Кутинизированные клетки живые, оболочки слабо проницаемы для воды и газов, надежно защищают от перегрева, переохлаждения, проникновения микроорганизмов и др.
Минерализацию клеточной оболочки вызывают аморфные или кристаллические минеральные вещества, чаще всего кремнезём, иногда карбонаты.
Минерализованные оболочки становятся твёрдыми, жёсткими, но хрупкими и ломкими.
Ослизнение — прцесс, связанный с изомерными преобразованиями полисахаридов оболочки, приводящими к появлению слизи. Свойственно корневым волоскам, эпидерме семян, что способствует удержанию влаги, термозащите, закреплению в субстрате.
Камедетечение (гуммоз) — патологическое посттравматическое ослизнение клеток древесины или сердцевины, при котором оболочки и содержимое клеток превращаются в камеди, или гумми.
При частичной мацерации, когда срединная пластинка разрушается только по углам клеток, происходит образование межклетников.

19. Жидкие углеводы — моно-, ди-, полисахариды.?
Углеводы — органические соединения, в состав которых входят углерод, кислород и водород. Углеводы — в растениях — первичные продукты фотосинтеза и основные исходные продукты биосинтеза других веществ.
Глюкоза — углевод из группы моносахаридов; один из ключевых продуктов обмена веществ, обеспечивающий живые клетки энергией в процессах дыхания, гликолиза, брожения. Глюкоза: хорошо растворима в воде; имеет сладкий вкус; в значительных количествах содержится в плодах винограда и
в меде; входит в состав сахарозы, лактозы; образует крахмал, гликоген и целлюлозу.
Сахароза — дисахарид, образованный остатками глюкозы и фруктозы. Сахароза: важная транспортная форма углеводов в растениях; легко превращается в запасные крахмал и инулин; самый сладкий из всех
естественных употребляемых в пищу углеводов; является основной составляющей тростникового сахара и сахарной свеклы.
Мальтоза — дисахарид, образованный двумя остатками глюкозы. В живых организмах мальтоза образуется при расщеплении крахмала и гликогена ферментами амилазами.
Полисахариды — высокомолекулярные углеводы, образованные остатками моносахаридов или их производных. Полисахариды присутствуют во всех организмах, выполняют функции запасных, опорных, защитных веществ. Полисахариды участвуют в иммунных реакциях, обеспечивают сцепление
клеток в тканях растений и животных, составляют основную массу органического вещества в биосфере. Инулин — полисахарид, образованный остатками фруктозы. Инулин — запасной углевод многих (сложноцветных) растений. Инулин используется как заменитель крахмала и сахара при
сахарном диабете.

Маннаны — полисахариды, образованные остатками моносахарида маннозы. Маннаны — запасные и опорные углеводы бактерий, грибов, а также высших растений; маннаны входят в состав клеточных
стенок. Пектиновые вещества — полисахариды, образованные остатками
галактуровой кислоты. Пектиновые вещества:
— присутствуют во всех наземных растениях (в плодах) и в некоторых
водорослях;
— способствуют поддержанию в тканях тургора, повышают засухоустойчивость
растений, устойчивость овощей и плодов при хранении.

20. Твердые полисахариды — крахмал: виды, физико-химические свойства; форма запасания.
Образуется и откладывается в пластидах в виде бесцветных твердых зерен разнообразной формы. По способу образования различают два вида крахмала: первичный, или ассимиляционный, и вторичный. Первичный крахмал образуется при фотосинтезе в хлоропластах, существует кратковременно и под действием фермента диастазы гидролизуется до глюкозы, передвигающейся по всем частям растения. Вторичный крахмал синтезируется из продуктов гидролиза первичного крахмала. Его подразделяют на транзиторный, запасной и оберегаемый. Транзиторный. или переходной, крахмал образуется и расщепляется на путях передвижения растворов глюкозы. Оберегаемый крахмал накапливается в корневом чехлике, эндодерме, содействует росту и тропизму органов. Запасной крахмал откладывается в амилопластах запасающих тканей корней, корневищ, клубней, плодов, семян и в меньшей степени др. органов. Крахмальные зерна запасного крахмала формируются путем заложения образовательного центра и наслоения вокруг него плотных, темных — дневных слоев и обводненных, светлых — ночных слоев крахмала. Крахмальные зерна могут быть концентрическими (образовательный и геометрический центры совпадают) и эксцентрическими (образовательный центр смещен); простыми (с одним центром), сложными (с несколькими центрами и слоистостью вокруг них); полусложными (с несколькими центрами, имеющими собственные, а также общие слои) и сложно-полусложными (соединение простого и полусложного зерна).

Ссылка на основную публикацию
Энап мнн название
Инструкция русский қазақша Торговое название Международное непатентованное название Лекарственная форма Таблетки 5 мг, 10 мг или 20 мг Состав: Одна...
Эльбане
Содержание: При заболеваниях суставов обычно наблюдается дефицит глюкозамина, входящего в состав синовиальной жидкости и является компонентом хондроитина и вырабатывается хрящевой...
Элькар 30 процентов для новорожденных отзывы
До того момента, пока детский организм не окрепнет полностью, врачи могут назначать применение самых разных препаратов. И зачастую среди прописанных...
Эндогенная депрессия как лечить
Психотерапия как эффективная методика лечения эндогенной депрессии В отличие от, например, реактивной депрессии, являющейся ответом на любое травмирующее событие, она...
Adblock detector