Шпаргалки для студентов

готовимся к сессии

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Шпаргалки: цитология и эмбриология - Митохондрии

 

 

Митохондрии

Митохондрии (— энергетическая система клетки, органеллы синтеза АТФ. Их основная функция связана с окислением органи­ческих соединений и использованием освобождающейся при распаде этих соединений энергии для синтеза молекул АТФ. митохон­дрии часто называют энергетическими станциями клетки, или органеллами клеточного дыхания.

Митохондрии можно наблюдать в живых клетках, так как они обладают достаточно высо­кой плотностью. В живых клетках митохондрии могут перемещаться, сли­ваться друг с другом, делиться.

Форма и размеры митохондрий животных клеток разнообразны, количество их в клетках сильно варьирует Так, в клетке печени они составляют более 20 % общего объема

Во многих случаях отдельные митохондрии могут иметь гигантские раз­меры и представлять собой разветвленную сеть — митохондриальный ретикулум. Так, например, в скелетных мышцах митохондриальный ретикулум представлен множеством разветвленных и гигантских митохондриальных тяжей

Обычно митохондрии скапливаются вблизи тех участков цитоплазмы. где возникает потребность в АТФ. В сперматозоидах митохондрии образуют спи­ральный футляр вокруг оси жгутика и т.д. Увеличение числа митохондрий в клетках происходит путем деления, или почкования, исходных митохонд­рий.

Митохондрии ограничены двумя мембранами Наружная митохондриальная мембрана отделяет их от гиалоплазмы. Обычно она имеет ровные контуры и замкнута, так что представляет собой мембранный мешок. Внешнюю мем­брану от внутренней отделяет межмембранное пространство Внутренняя митохондриальная мембрана ограничивает собственно внутреннее содержимое митохонд­рии, ее матрикс Характерной чертой внутренних мембран митохондрий является их способность образовывать многочислен­ные выпячивания внутрь митохондрий. Такие выпячивания чаще всего име­ют вид плоских гребней, или крист Матрикс митохондрий имеет тонкозернистое строение, в нем иногда выявляются тонкие нити и гра­нулы размером около 15—20 нм. Нити матрикса митохондрий представля­ют собой молекулы ДНК, а мелкие гранулы — митохондриальные рибо­сомы.

Основной функцией митохондрий является синтез АТФ, происходящий в результате процессов окисления органических субстратов и фосфорилирования АДФ. Начальные этапы этих сложных процессов совершаются в гиалоплазме. Здесь происходит первичное окисление субстратов (например, Сахаров) до пировиноградной кислоты (пирувата) с одновременным син­тезом небольшого количества АТФ. Эти процессы совершаются в отсутствие кислорода (анаэробное окисление, гликолиз). Все последующие этапы вы­работки энергии — аэробное окисление и синтез основной массы АТФ — осуществляются с потреблением кислорода и локализуются внутри мито­хондрий. При этом происходит дальнейшее окисление пирувата и других субстратов энергетического обмена с выделением С02 и переносом прото­нов на их акцепторы. Эти реакции осуществляются с помощью ряда фер­ментов так называемого цикла трикарбоновых кислот, которые локализо­ваны в матриксе митохондрии.

В мембранах крист митохондрии располагаются системы дальнейшего переноса электронов и сопряженного с ним фосфорилирования АДФ (окис­лительное фосфорилирование). При этом происходит перенос электронов от одного белка-акцептора электронов к другому и, наконец, связывание их с кислородом, вследствие чего образуется вода. Одновременно с этим часть энергии, выделяемой при таком окислении в цепи переноса электро­нов, запасается в виде макроэргической связи при фосфорилировании АДФ, что приводит к образованию большого числа молекул АТФ — основ­ного внутриклеточного энергетического эквивалента. Именно на мембранах крист митохондрии происходит процесс окислительного фосфорилирования с помощью расположенных здесь белков цепи окисления и фермента фос­форилирования АДФ, АТФ-синтетазы.

в матриксе митохондрии локализуется автономная сис­тема митохондриального белкового синтеза. Она представлена молекулами ДНК, свободными от гистонов, На этих ДНК происходит синтез молекул РНК разных типов: ин­формационных, трансферных (транспортных) и рибосомных. В матриксе митохондрий наблюдается образование рибосом, отличных от рибосом ци­топлазмы. Эти рибосомы участвуют в синтезе ряда митохондриальных бел­ков, не кодируемых ядром. Однако такая система белкового синтеза не обес­печивает всех функций митохондрии, поэтому автономию митохондрий можно считать ограниченной,

Митохондрии в клетках могут увеличиваться в размерах и числе. В пос­леднем случае происходит деление перетяжкой или фрагментация исходных крупных митохондрий на более мелкие, которые в свою очередь могут ра­сти и снова делиться.

Рибосомы

Рибосомы— элементарные аппараты синтеза белковых, полипептидных молекул — обнаруживаются во всех клетках. Рибосомы — это сложные рибонуклеопротеиды, в состав которых входят белки и молеку­лы рибосомальных РНК (рРНК). рибосома состоит из большой и малой субъединиц. Каждая из субъе­диниц построена из рибонуклеопротеидного тяжа, где рРНК взаимодей­ствует с разными белками и образует тело рибосомы.

Различают единичные рибосомы и комплексы рибосом (полисомы). Рибосомы могут располагаться свободно в гиалоплазме или быть связанны­ми с мембранами эндоплазматической сети. В малоспециализированных и быстрорастущих клетках в основном обнаруживаются свободные рибосомы. В специализированных клетках рибосомы располагаются в составе грануляр­ной эндоплазматической сети. Синтетическая деятельность свободных рибо­сом направлена в основном на собственные нужды клетки. Связанные ри­босомы обеспечивают синтез белков на обеспечение нужд организма.

Цитоскелет

Цитоскелет — опорно-двигательная система клетки, включающая не­мембранные белковые нитчатые образования, выполняющие как каркас­ную, так и двигательную функции в клетке. Эти нитчатые или фибрилляр­ные структуры являются динамическими образованиями, они могут быстро возникать и так же быстро разбираться,. К этой системе отно­сятся фибриллярные структуры и микротрубочки.

Фибриллярные структуры цитоплазмы. К фибриллярным компонентам цитоплазмы эукариотических клеток относятся микрофиламен­ты и так называемые промежуточные филаменты, или микрофибриллы толщиной около 10 нм

Микрофиламенты встречаются практически во всех типах клеток. Они располагаются в кортикальном слое цитоплазмы, непосредственно под плазмолеммой, пучками или слоями. Микрофиламенты часто образуют пучки, направляющиеся в кле­точные отростки.

в состав микрофиламентов кортикального слоя и пучков входят сократитель­ные белки: главным образом актин, миозин, тропомиозин, а-актинин. внутриклеточный сократи­тельный аппарат, обеспечивающий не только подвижность клеток но и большинство внут­риклеточных движений, таких как токи цитоплазмы, движение вакуолей, митохондрий, деление клетки. Кроме того, актиновые микрофиламенты выполняют и каркасную роль.

Промежуточные филаменты, или микрофибриллы, тоже белковые струк­туры. Это тонкие неветвящиеся, часто располагающиеся пучками нити. их белковый состав различен в разных тканях. В эпи­телии в состав промежуточных филаментов входит кератин. В состав про­межуточных филаментов клеток мезенхимальных тканей (например, фибробластов) входит— виментин, в нервных клетках в состав их нейрофиламентов также входит особый белок. Роль промежуточных микрофиламентов, скорее всего, опор­но-каркасная; эти фибриллярные структуры не так лабильны, как микро­трубочки и микрофиламенты.

Микротрубочки. В клетках микротрубочки принимают участие в со­здании ряда временных (цитоскелет интерфазных клеток, веретено деления) или постоянных (центриоли, реснички, жгутики) структур.

Микротрубочки представляют собой прямые, неветвящиеся длинные полые цилиндры имеют сходный состав и содержат белки — тубулины.По цитоплазматическим интерфазным микротрубочкам, как по рель­сам, могут передвигаться различные мелкие вакуоли, например синаптические пузырьки, содержащие нейромедиаторы, в аксоне нервной клетки или митохондрии. Эти перемещения основываются на связи микротрубочек со специальными белками — транслокаторами, ко­торые в свою очередь связываются с транспортируемыми структурами. Мик­ротрубочки являются составной частью клеточного центра, ресничек и жгу­тиковСистема микротрубочек развивается в связи с центриолью, которая являет­ся местом, где происходят начальная полимеризация тубулинов и рост микротрубочек цитоскелета.