Šūnas endoplazmatiskais tīkls. Endoplazmatiskā retikuluma struktūra un funkcijas

Šūnas, kas ir sazarota saplacinātu dobumu sistēma, ko ieskauj membrāna, pūslīši un kanāliņi.

Šūnu kodola, endoplazmatiskā retikuluma un Golgi kompleksa shematisks attēlojums.
(1) Šūnas kodols.
(2) Kodola membrānas poras.
(3) Granulēts endoplazmatiskais tīkls.
(4) Agranulārais endoplazmatiskais tīkls.
(5) Ribosomas uz granulētā endoplazmatiskā retikuluma virsmas.
(6) Transportētie proteīni.
(7) Transporta pūslīši.
(8) Golgi komplekss.
(9)
(10)
(11)

Atklājumu vēsture

Pirmo reizi endoplazmatisko tīklu atklāja amerikāņu zinātnieks K. Porters 1945. gadā, izmantojot elektronu mikroskopiju.

Struktūra

Endoplazmas retikulums sastāv no plaša kanāliņu un kabatu tīkla, ko ieskauj membrāna. Endoplazmatiskā retikuluma membrānu laukums ir vairāk nekā puse no visu šūnu membrānu kopējās platības.

ER membrāna ir morfoloģiski identiska šūnas kodola apvalkam un ir viena ar to. Tādējādi endoplazmatiskā retikuluma dobumi atveras kodola membrānas starpmembrānu dobumā. EPS membrānas nodrošina vairāku elementu aktīvu transportēšanu pret koncentrācijas gradientu. Endoplazmas tīklu veidojošo pavedienu diametrs ir 0,05–0,1 µm (dažreiz līdz 0,3 µm), divslāņu membrānu biezums, kas veido kanāliņu sienu, ir aptuveni 50 angstromi (5 nm, 0,005 µm). Šīs struktūras satur nepiesātinātos fosfolipīdus, kā arī dažus holesterīnu un sfingolipīdus. Tie satur arī olbaltumvielas.

Caurules, kuru diametrs ir no 0,1 līdz 0,3 µm, ir piepildītas ar viendabīgu saturu. To funkcija ir komunikācijas īstenošana starp EPS pūslīšu saturu, ārējo vidi un šūnas kodolu.

Endoplazmatiskais tīklojums nav stabila struktūra un ir pakļauts biežām izmaiņām.

Ir divu veidu EPR:

  • granulēts endoplazmatiskais tīkls
  • agranulārs (gluds) endoplazmatiskais tīkls

Uz granulētā endoplazmatiskā retikuluma virsmas ir liels skaits ribosomu, kuru agranulārā ER virsmā nav.

Granulārais un agranulārais endoplazmatiskais tīklojums šūnā veic dažādas funkcijas.

Endoplazmatiskā retikuluma funkcijas

Piedaloties endoplazmatiskajam tīklam, notiek proteīnu translācija un transportēšana, lipīdu un steroīdu sintēze un transportēšana. EPS raksturo arī sintēzes produktu uzkrāšanās. Endoplazmatiskais tīkls ir iesaistīts arī jaunas kodola membrānas veidošanā (piemēram, pēc mitozes). Endoplazmatiskais tīkls satur intracelulāru kalcija piegādi, kas jo īpaši ir muskuļu šūnu kontrakcijas starpnieks. Muskuļu šķiedru šūnās ir īpaša endoplazmatiskā retikuluma forma - sarkoplazmatiskais tīkls.

Agranulārā endoplazmatiskā retikuluma funkcijas

Agranulārais endoplazmatiskais tīkls ir iesaistīts daudzos vielmaiņas procesos. Agranulārā endoplazmatiskā retikuluma enzīmi ir iesaistīti dažādu lipīdu un fosfolipīdu, taukskābju un steroīdu sintēzē. Arī agranulārajam endoplazmatiskajam tīklam ir svarīga loma ogļhidrātu metabolismā, šūnu dezinfekcijā un kalcija uzglabāšanā. Jo īpaši saistībā ar to virsnieru dziedzeru un aknu šūnās dominē agranulārais endoplazmatiskais tīkls.

Hormonu sintēze

Hormoni, kas veidojas agranulārajā EPS, ir, piemēram, mugurkaulnieku dzimumhormoni un virsnieru steroīdu hormoni. Sēklinieku un olnīcu šūnas, kas ir atbildīgas par hormonu sintēzi, satur lielu daudzumu agranulārā endoplazmatiskā tīkla.

Ogļhidrātu uzkrāšanās un pārvēršana

Ogļhidrāti organismā tiek uzglabāti aknās glikogēna veidā. Glikolīze pārvērš glikogēnu aknās par glikozi, kas ir būtisks process glikozes līmeņa uzturēšanā asinīs. Viens no agranulārajiem EPS enzīmiem atdala fosfogrupu no pirmā glikolīzes produkta – glikozes-6-fosfāta, tādējādi ļaujot glikozei iziet no šūnas un paaugstināt cukura līmeni asinīs.

Indes neitralizācija

Aknu šūnu gludais endoplazmatiskais tīkls aktīvi iesaistās visu veidu indes neitralizēšanā. Gludie ER enzīmi piesaista sastopamās aktīvo vielu molekulas, kuras tādējādi var ātrāk izšķīdināt. Nepārtrauktas indes, medikamentu vai alkohola uzņemšanas gadījumā veidojas lielāks agranulārais EPR daudzums, kas palielina tāda paša efekta sasniegšanai nepieciešamo aktīvās vielas devu.

Sarkoplazmatiskais tīkls

ER muskuļu šūnās veido īpaša agranulārā endoplazmatiskā tīkla forma sarkoplazmatiskais tīklojums, kurā kalcija joni tiek aktīvi sūknēti no citoplazmas ER dobumā pret koncentrācijas gradientu šūnas neuzbudinātā stāvoklī un izdalīti citoplazmā. lai uzsāktu kontrakciju. Kalcija jonu koncentrācija EPS var sasniegt 10 -3 molus, savukārt citozolā tā ir aptuveni 10 -7 mol (miera stāvoklī). Tādējādi sarkoplazmatiskā retikuluma membrāna nodrošina aktīvu transportu pret augstas pakāpes koncentrācijas gradientiem. Un kalcija jonu uzņemšana un izdalīšanās EPS ir smalkā saistībā ar fizioloģiskiem apstākļiem.

Kalcija jonu koncentrācija citozolā ietekmē daudzus intracelulāros un starpšūnu procesus, piemēram: enzīmu aktivāciju vai inhibīciju, gēnu ekspresiju, neironu sinaptisko plastiskumu, muskuļu šūnu kontrakcijas, antivielu izdalīšanos no imūnsistēmas šūnām.

Granulētā endoplazmatiskā retikuluma funkcijas

Granulētajam endoplazmatiskajam tīklam ir divas funkcijas: proteīnu sintēze un membrānas ražošana.

Olbaltumvielu sintēze

Šūnas ražotās olbaltumvielas tiek sintezētas uz ribosomu virsmas, kuras var piestiprināt pie ER virsmas. Iegūtās polipeptīdu ķēdes tiek ievietotas granulētā endoplazmatiskā tīkla dobumā (kur nokrīt arī citozolā sintezētās polipeptīdu ķēdes), kur tās pēc tam tiek nogrieztas un pareizi salocītas. Tādējādi lineāras aminoskābju sekvences tiek iegūtas pēc nepieciešamās trīsdimensiju struktūras pārvietošanas endoplazmatiskajā retikulā, pēc kuras tās tiek atkārtoti pārnestas uz citozolu.

Membrānas sintēze

Ribosomas, kas pievienotas granulētās ER virsmai, ražo olbaltumvielas, kas kopā ar fosfolipīdu ražošanu, cita starpā, paplašina ER membrānas iekšējo virsmu, kas ar transporta pūslīšu starpniecību nosūta membrānas fragmentus uz citām membrānas sistēmas daļām.

Skatīt arī

  • Retikuloni ir endoplazmatiskā retikuluma proteīni.

Wikimedia fonds. 2010 .

  • Lielā enciklopēdiskā vārdnīca
  • ENDOPLASMATISKAIS TĪKLS, membrānu un kanālu sistēma augu, dzīvnieku, sēnīšu EUKARIOTO šūnu (tas ir, ar kodolu) CITOPLAZMĀ. Kalpo vielu transportēšanai šūnā. Endoplazmatiskā retikuluma daļas ir pārklātas ar sīkām granulām, kas pārvadā ... ... Zinātniskā un tehniskā enciklopēdiskā vārdnīca

    - (endoplazmatiskais tīkls), šūnu organoīds; cauruļu, pūslīšu un "cisternu" sistēma, ko norobežo membrānas. Atrodas šūnas citoplazmā. Piedalās vielmaiņas procesos, nodrošinot vielu transportēšanu no vides uz ... ... enciklopēdiskā vārdnīca

    Endoplazmatiskais tīkls- endoplazminio tinklo statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Submikroskopinis organoidas, sudarytas iš citoplazmoje išsiskaidytų ir sudarančių sistemų kanalėlių ir pūslelių… Žemės ūkio augalų selekcija ir augininkystės terminų žodynas

    - (ndo + (cito)plazma; sinonīms: citoplazmas tīklojums, endoplazmatiskais tīklojums) organoīds, kas ir kanāliņu, vakuolu un cisternu sistēma, kas atrodas citoplazmā, norobežota ar membrānām; nodrošina vielu transportēšanu uz ...... Liels medicīnas vārdnīca

    - (biol.) intracelulārs organoīds, ko attēlo plakanu tvertņu, kanāliņu un pūslīšu sistēma, ko ierobežo membrānas; nodrošina galvenokārt vielu pārvietošanos no apkārtējās vides citoplazmā un starp intracelulāriem ... ... Lielā padomju enciklopēdija

    - (skat. endo ... + plazma) citādi ergastoplazma ir intracelulārs organoīds, kas sastāv no dažādas formas un izmēra dobumiem (vezikulas, kanāliņi un cisternas), ko ieskauj membrāna 2. Jauna vārdnīca svešvārdi. autors EdwART, 2009… Krievu valodas svešvārdu vārdnīca

    - (endoplazmatiskais tīkls), šūnu organoīds; cauruļu, pūslīšu un cisternu sistēma, ko norobežo membrānas. Atrodas šūnas citoplazmā. Piedalās vielmaiņas procesos, nodrošinot transportu uz vidi un no tās uz citoplazmu un ... ... Dabaszinātnes. enciklopēdiskā vārdnīca

    Endoplazmatiskais tīkls- skatiet endoplazmatisko retikulu ... Augu anatomija un morfoloģija

Kas kopīgs sapuvušam ābolam un kurkulim? Augļu pūšanas process un kurkuļa pārvēršanās par vardi ir saistīts ar vienu un to pašu parādību - autolīzi. To kontrolē unikālas šūnu struktūras – lizosomas. Sīkas lizosomas, kuru izmērs ir no 0,2 līdz 0,4 mikroniem, iznīcina ne tikai citus organellus, bet pat veselus audus un orgānus. Tie satur no 40 līdz 60 dažādu lizējošu enzīmu, kuru ietekmē audi burtiski kūst mūsu acu priekšā. Mūsu nodarbībā uzzināsiet par mūsu iekšējo bioķīmisko laboratoriju uzbūvi un funkcijām: lizosomām, Golgi aparātu un endoplazmatisko tīklu. Mēs arī runāsim par šūnu ieslēgumiem - īpašu šūnu struktūru veidu.

Tēma: Citoloģijas pamati

Nodarbība: Šūnas struktūra. Endoplazmatiskais tīkls. Golgi komplekss.

Lizosomas. Šūnu ieslēgumi

Mēs turpinām pētīt šūnas organellus.

Visas organellas ir sadalītas membrāna un nemembrānas.

Ne-membrānas Mēs iepriekšējā nodarbībā aplūkojām organoīdus, atceramies, ka tie ietver ribosomas, šūnu centru un kustības organellus.

Starp membrāna izšķir organellus viena membrāna un divu membrānu.

Šajā kursa daļā mēs apskatīsim viena membrāna organellas: endoplazmatiskais tīkls, golgi aparāts un lizosomas.

Turklāt mēs apsvērsim iekļaušana- nepastāvīgi šūnu veidojumi, kas rodas un izzūd šūnas dzīves laikā.

Endoplazmatiskais tīkls

Viens no svarīgākajiem atklājumiem, kas izdarīts, izmantojot elektronu mikroskopu, bija sarežģītas membrānu sistēmas atklāšana, kas iekļūst visu eikariotu šūnu citoplazmā. Šo membrānu tīklu vēlāk nosauca par EPS (endoplazmas retikulum) (1. att.) vai EPR (endoplazmas retikulum). EPS ir kanāliņu un dobumu sistēma, kas iekļūst šūnas citoplazmā.

Rīsi. 1. Endoplazmatiskais tīklojums

Pa kreisi - starp citām šūnu organellām. Labajā pusē - atsevišķi atlasīts

EPS membrānas(2. att.) ir tāda pati struktūra kā šūnas vai plazmas membrānai (plazmalemmai). ER aizņem līdz 50% no šūnu tilpuma. Tas nekur neplīst un neatveras citoplazmā.

Atšķirt gluda EPS un raupja, vai granulēts EPS(2. att.). uz iekšējām membrānām aptuvens eps Ribosomas atrodas vietā, kur tiek sintezēti proteīni.

Rīsi. 2. EPS veidi

Rough ER (pa kreisi) pārnēsā ribosomas uz membrānām un ir atbildīgs par olbaltumvielu sintēzi šūnā. Smooth ER (pa labi) nesatur ribosomas un ir atbildīgs par ogļhidrātu un lipīdu sintēzi.

Uz virsmas gluda EPS(2. att.) notiek ogļhidrātu un lipīdu sintēze. Uz EPS membrānām sintezētās vielas tiek pārnestas kanāliņos un pēc tam transportētas uz galamērķi, kur tās tiek noglabātas vai izmantotas bioķīmiskos procesos.

Rupja EPS ir labāk attīstīta šūnās, kas sintezē olbaltumvielas ķermeņa vajadzībām, piemēram, cilvēka endokrīnās sistēmas proteīna hormonus. Gluds EPS - tajās šūnās, kas sintezē cukurus un lipīdus.

Kalcija joni (svarīgi visu šūnu funkciju un visa organisma regulēšanai) uzkrājas gludā ER.

Struktūra, kas mūsdienās pazīstama kā komplekss vai golgi aparāts (AG)(3. att.), pirmo reizi 1898. gadā atklāja itāļu zinātnieks Kamillo Golgi ().

Detalizēti izpētīt Golgi kompleksa uzbūvi bija iespējams daudz vēlāk, izmantojot elektronu mikroskopu. Šī struktūra ir atrodama gandrīz visās eikariotu šūnās, un tā ir saplacinātu membrānas maisiņu kaudze, tā sauktā. cisternas un ar to saistīto burbuļu sistēmu golgi pūslīši.

Rīsi. 3. Golgi komplekss

Kreisajā pusē - šūnā, starp citām organellām.

Labajā pusē ir Golgi komplekss ar membrānas pūslīšiem, kas no tā atdalās.

Šūnu sintezētās vielas, t.i., olbaltumvielas, ogļhidrāti, lipīdi, uzkrājas intracelulārajās tvertnēs.

Tajās pašās tvertnēs vielas, kas nāk no EPS, tiek pakļautas turpmākām bioķīmiskām pārvērtībām, tiek iepakotas membrānas pūslīši un nogādā uz tām vietām kamerā, kur tās ir vajadzīgas. Viņi ir iesaistīti celtniecībā šūnu membrānu vai izcelties ( tiek izdalīti) no šūnas.

Golgi komplekss būvēts no membrānām un atrodas blakus ER, bet nesazinās ar tās kanāliem.

Visas vielas sintezētas uz EPS membrānas(2. att.), tiek pārsūtīti uz golgi komplekss iekšā membrānas pūslīši, kas veidojas no ER un pēc tam saplūst ar Golgi kompleksu, kur tiek veiktas turpmākas izmaiņas.

Viena no funkcijām Golgi komplekss- membrānu montāža. Vielas, kas veido membrānas - olbaltumvielas un lipīdi, kā jūs jau zināt, nokļūst Golgi kompleksā no ER.

Kompleksa dobumos tiek savākti membrānu posmi, no kuriem veidojas īpašas membrānas pūslīši (4. att.), tie pārvietojas pa citoplazmu uz tām vietām, kur nepieciešama membrānas pabeigšana.

Rīsi. 4. Membrānu sintēze šūnā ar Golgi kompleksu (skat. video)

Golgi kompleksā tiek sintezēti gandrīz visi polisaharīdi, kas nepieciešami augu un sēnīšu šūnu sienas veidošanai. Šeit tie tiek iesaiņoti membrānas pūslīšos, nogādāti šūnas sieniņā un apvienoti ar to.

Tādējādi Golgi kompleksa (aparāta) galvenās funkcijas ir EPS sintezēto vielu ķīmiskā pārveidošana, polisaharīdu sintēze, organisko vielu iepakošana un transportēšana šūnā un lizosomas veidošana.

Lizosomas(5. att.) ir sastopami lielākajā daļā eikariotu organismu, bet īpaši daudz to ir šūnās, kas spēj fagocitoze. Tie ir vienas membrānas maisiņi, kas piepildīti ar hidrolītiskiem vai gremošanas enzīmiem, piemēram, lipāzes, proteāzes un nukleāzes, t.i., fermenti, kas sadala taukus, olbaltumvielas un nukleīnskābes.

Rīsi. 5. Lizosoma - membrānas pūslītis, kas satur hidrolītiskos enzīmus

Lizosomu saturs ir skābs – to fermentiem raksturīgs zems optimālais pH. Lizosomu membrānas izolē hidrolītiskos enzīmus, neļaujot tiem iznīcināt citas šūnas sastāvdaļas. Dzīvnieku šūnās lizosomām ir noapaļota forma, to diametrs ir no 0,2 līdz 0,4 mikroniem.

Augu šūnās lizosomu funkciju veic lieli vakuoli. Dažās augu šūnās, īpaši mirstošās, var redzēt mazus ķermeņus, kas atgādina lizosomas.

Vielu uzkrāšanos, ko šūna nogulsnē, izmanto savām vajadzībām vai uzglabā izdalīšanai uz āru, sauc. šūnu ieslēgumi.

Starp viņiem cietes graudi(augu izcelsmes rezerves ogļhidrāti) vai glikogēns(dzīvnieku izcelsmes rezerves ogļhidrāti), tauku pilieni, kā arī proteīna granulas.

Šīs rezerves barības vielas kas brīvi atrodas citoplazmā un nav no tās atdalītas ar membrānu.

EPS funkcijas

Viena no svarīgākajām EPS funkcijām ir lipīdu sintēze. Tāpēc EPS parasti atrodas tajās šūnās, kurās šis process notiek intensīvi.

Kā notiek lipīdu sintēze? Dzīvnieku šūnās lipīdi tiek sintezēti no taukskābēm un glicerīna, kas nāk no pārtikas (augu šūnās tie tiek sintezēti no glikozes). ER sintezētie lipīdi tiek pārnesti uz Golgi kompleksu, kur tie “nogatavojas”.

EPS atrodas virsnieru garozas šūnās un dzimumdziedzeros, jo šeit tiek sintezēti steroīdi, un steroīdi ir lipīdu hormoni. Steroīdi ir vīriešu hormons testosterons un sieviešu hormons estradiols.

Vēl viena EPS funkcija ir līdzdalība procesos detoksikācija. Aknu šūnās raupja un gluda EPS ir iesaistīta kaitīgo vielu neitralizācijas procesos, kas nonāk organismā. EPS izvada indes no mūsu ķermeņa.

Muskuļu šūnās ir īpašas EPS formas - sarkoplazmatiskais tīkls. Sarkoplazmatiskais tīklojums ir endoplazmatiskā tīkla veids, kas atrodas šķērssvītrotajos muskuļu audos. Tās galvenā funkcija ir kalcija jonu uzglabāšana un to ievadīšana sarkoplazmā - miofibrilu vidē.

Golgi kompleksa sekrēcijas funkcija

Golgi kompleksa funkcija ir vielu transportēšana un ķīmiskā modifikācija. Īpaši tas ir redzams sekrēcijas šūnās.

Kā piemēru var minēt aizkuņģa dziedzera šūnas, kas sintezē aizkuņģa dziedzera sulas enzīmus, kas pēc tam nonāk dziedzera kanālā, kas atveras divpadsmitpirkstu zarnā.

Sākotnējais enzīmu substrāts ir olbaltumvielas, kas no ER nonāk Golgi kompleksā. Šeit ar tiem notiek bioķīmiskās pārvērtības, tās tiek koncentrētas, iepakotas membrānas pūslīšos un pārvietojas uz sekrēcijas šūnas plazmas membrānu. Pēc tam tie tiek izvadīti uz āru ar eksocitozi.

Aizkuņģa dziedzera enzīmi tiek izdalīti neaktīvā formā, lai tie neiznīcinātu šūnu, kurā tie tiek ražoti. Fermenta neaktīvo formu sauc proenzīms vai enzīms. Piemēram, enzīms tripsīns veidojas neaktīvā formā kā tripsinogēns aizkuņģa dziedzerī un pārvēršas tā aktīvajā formā, tripsīnā, zarnās.

Golgi komplekss sintezē arī svarīgu glikoproteīnu - mucin. Mucīnu sintezē epitēlija kausa šūnas, kuņģa-zarnu trakta gļotādas un elpošanas trakta šūnas. Mucīns kalpo kā barjera, kas aizsargā zem tā esošās epitēlija šūnas no dažādiem bojājumiem, galvenokārt mehāniskiem.

AT kuņģa-zarnu traktašīs gļotas aizsargā epitēlija šūnu smalko virsmu no rupja ēdiena gabala iedarbības. Elpošanas traktā un kuņģa-zarnu traktā mucīns pasargā mūsu organismu no patogēnu – baktēriju un vīrusu iekļūšanas.

Augu sakņu galu šūnās Golgi komplekss izdala mukopolisaharīdu gļotas, kas atvieglo sakņu kustību augsnē.

Golgi aparāts gaļēdāju augu lapu dziedzeros, saulgriežu un vīgriezes (6. att.) lapās ražo lipīgas gļotas un fermentus, ar kuriem šie augi ķer un sagremo medījumu.

Rīsi. 6. Kukaiņēdāju augu lipīgās lapas

Augu šūnās Golgi komplekss ir iesaistīts arī sveķu, sveķu un vasku veidošanā.

Autolīze

Autolīze ir pašiznīcināšanāsšūnas, kas rodas satura izdalīšanas rezultātā lizosomasšūnas iekšpusē.

Šī iemesla dēļ lizosomas jokojot sauc par "pašnāvības rīkiem". Autolīze ir normāla ontoģenētiska parādība, tā var izplatīties gan uz atsevišķām šūnām, gan uz visu audu vai orgānu, kā tas notiek kurkuļa astes rezorbcijas laikā metamorfozes laikā, t.i., kurkuļa transformācijas laikā par vardi (7. att.).

Rīsi. 7. Vardes astes rezorbcija autolīzes dēļ ontoģenēzes laikā

Autolīze notiek muskuļu audos, kas ilgu laiku paliek dīkstāvē.

Turklāt pēc nāves šūnās tiek novērota autolīze, tāpēc varēja redzēt, kā pārtika pati sabojājas, ja tā nebija sasalusi.

Tādējādi mēs pētījām galvenās šūnas vienmembrānas organellas: EPS, Golgi kompleksu un lizosomas, un noskaidrojām to funkcijas atsevišķas šūnas un visa organisma dzīvības procesos. Tika izveidota saistība starp vielu sintēzi EPS, to transportēšanu membrānas pūslīšos uz Golgi kompleksu, vielu “nogatavināšanu” Golgi kompleksā un to izdalīšanos no šūnas, izmantojot membrānas pūslīšus, tostarp lizosomas. Runājām arī par ieslēgumiem – nepastāvīgām šūnu struktūrām, kas ir organisko vielu (cietes, glikogēna, eļļas pilienu vai proteīna granulu) uzkrājumi. No tekstā sniegtajiem piemēriem varam secināt, ka vitālie procesi, kas notiek šūnu līmenī, atspoguļojas visa organisma darbībā (hormonu sintēze, autolīze, barības vielu uzkrāšanās).

Mājasdarbs

1. Kas ir organellas? Kā organellas atšķiras no šūnu ieslēgumiem?

2. Kādas organellu grupas ir atrodamas dzīvnieku un augu šūnās?

3. Kuras organellas ir vienmembrānas?

4. Kādas funkcijas EPS veic dzīvo organismu šūnās? Kādi ir EPS veidi? Ar ko tas saistīts?

5. Kas ir Golgi komplekss (aparāts)? No kā tas sastāv? Kādas ir tās funkcijas šūnā?

6. Kas ir lizosomas? Priekš kam tās vajadzīgas? Kurās mūsu ķermeņa šūnās tās aktīvi darbojas?

7. Kā ER, Golgi komplekss un lizosomas ir savstarpēji saistītas?

8. Kas ir autolīze? Kad un kur tas notiek?

9. Pārrunājiet ar draugiem autolīzes fenomenu. Kā tas ir bioloģiskā nozīme ontoģenēzē?

2. Youtube().

3. Bioloģijas 11. klase. Vispārējā bioloģija. Profila līmenis / V. B. Zaharovs, S. G. Mamontovs, N. I. Sonins un citi - 5. izd., stereotips. - Bustards, 2010. - 388 lpp.

4. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazovs V. I. Bioloģija 10.-11.kl. Vispārējā bioloģija. Pamata līmenis. - 6. izdevums, pievienot. - Bustards, 2010. - 384 lpp.

Šūnu struktūra. Endoplazmatiskais tīkls


1. Kāpēc Golgi komplekss ir labi attīstīts endokrīno dziedzeru šūnās?
2. Kurās šūnās nav visvairāk organellu?
3. Kas ir šūnu ieslēgumi?

Endoplazmatiskais tīkls (ER).

Endoplazmas tīklojums jeb endoplazmatiskais tīklojums ir cauruļu un dobumu sistēma, kas iekļūst citoplazmašūnas. EPS veido membrāna, kuras struktūra ir tāda pati kā plazmas membrānai. EPS kanāliņi un dobumi var aizņemt līdz 50% no šūnas tilpuma un nekur neplīst un neatveras citoplazmā (31. att.). Ir gludi un raupji (granulēti) EPS. Aptuvenā ER satur daudzas ribosomas. Šeit tiek sintezēta lielākā daļa olbaltumvielu. Uz gludās EPS virsmas tiek sintezēti ogļhidrāti un lipīdi. Uz EPS membrānām sintezētās vielas tiek transportētas tīklveida kanāliņos un caur tām tiek transportētas uz uzkrāšanās vai izmantošanas vietām bioķīmiskās reakcijās. Rupji tīkls labāk attīstīta tajās šūnās, kas sintezē olbaltumvielas visa organisma vajadzībām (piemēram, proteīna hormonus), un gludas - tajās šūnās, kas sintezē, piemēram, cukurus un lipīdi. Turklāt gludajā ER uzkrājas kalcija joni – svarīgi visu šūnu funkciju un visa organisma regulatori.

Golgi komplekss (aparāts).

Intracelulāro tvertņu sistēmu, kurā uzkrājas šūnas sintezētās vielas, sauc par Golgi kompleksu (aparātu). Šeit šīs vielas veic turpmākas bioķīmiskas pārvērtības, tiek iepakotas membrānas pūslīšos un pārnestas uz tām vietām citoplazmā, kur tās ir nepieciešamas, vai tiek transportētas uz šūnu membrānu un iet tālāk (32. att.). Golgi komplekss ir veidots no membrānām un atrodas blakus EPS, taču nesazinās ar tā kanāliem. Tāpēc visas vielas, kas sintezētas uz ER membrānām, tiek pārnestas uz Golgi kompleksu membrānas pūslīšos, kas veidojas no ER un pēc tam saplūst ar Golgi kompleksu. Vēl viena svarīga Golgi kompleksa funkcija ir šūnu membrānu montāža. Membrānas veidojošās vielas (olbaltumvielas, lipīdi) no ER nonāk Golgi kompleksā, Golgi kompleksa dobumos tiek savāktas membrānu sekcijas, no kurām tiek izgatavotas īpašas membrānas pūslīši. Tie pārvietojas pa citoplazmu uz tām šūnas vietām, kur tas ir jāpabeidz membrāna.

Kamenskis A. A., Kriksunovs E. V., Pasečņiks V. V. Bioloģija 10. klase
Iesnieguši lasītāji no vietnes

Nodarbības saturs Nodarbības izklāsts un atbalsta ietvars Stundas prezentācija Akseleratīvas metodes un interaktīvās tehnoloģijas Slēgtie vingrinājumi (tikai skolotāja vajadzībām) Vērtēšana Prakse uzdevumi un vingrinājumi, pašpārbaudes praktikumi, laboratorija, gadījumi uzdevumu sarežģītības pakāpe: normāls, augsts, olimpiādes mājasdarbs Ilustrācijas ilustrācijas: video klipi, audio, fotogrāfijas, grafikas, tabulas, komiksi, multivides eseju mikroshēmas zinātkāram bērnu gultiņu humoram, līdzības, joki, teicieni, krustvārdu mīklas, citāti Papildinājumi ārējā neatkarīgā pārbaude (VNT) mācību grāmatas galvenās un papildu tematiskās brīvdienas, saukļi raksti nacionālās iezīmes glosārijs citi termini Tikai skolotājiem

Šūnas, kas ir sazarota saplacinātu dobumu sistēma, ko ieskauj membrāna, pūslīši un kanāliņi.

Šūnu kodola, endoplazmatiskā retikuluma un Golgi kompleksa shematisks attēlojums.
(1) Šūnas kodols.
(2) Kodola membrānas poras.
(3) Granulēts endoplazmatiskais tīkls.
(4) Agranulārais endoplazmatiskais tīkls.
(5) Ribosomas uz granulētā endoplazmatiskā retikuluma virsmas.
(6) Makromolekulas
(7) Transporta pūslīši.
(8) Golgi komplekss.
(9) Cis-Golgi
(10) Trans-Golgi
(11) Golgi cisternas

Atklājumu vēsture

Pirmo reizi endoplazmatisko tīklu atklāja amerikāņu zinātnieks K. Porters 1945. gadā, izmantojot elektronu mikroskopiju.

Struktūra

Endoplazmas retikulums sastāv no plaša kanāliņu un kabatu tīkla, ko ieskauj membrāna. Endoplazmatiskā retikuluma membrānu laukums ir vairāk nekā puse no visu šūnu membrānu kopējās platības.

ER membrāna ir morfoloģiski identiska šūnas kodola apvalkam un ir viena ar to. Tādējādi endoplazmatiskā retikuluma dobumi atveras kodola membrānas starpmembrānu dobumā. EPS membrānas nodrošina vairāku elementu aktīvu transportēšanu pret koncentrācijas gradientu. Endoplazmas tīklu veidojošo pavedienu diametrs ir 0,05–0,1 µm (dažreiz līdz 0,3 µm), divslāņu membrānu biezums, kas veido kanāliņu sienu, ir aptuveni 50 angstromi (5 nm, 0,005 µm). Šīs struktūras satur nepiesātinātos fosfolipīdus, kā arī dažus holesterīnu un sfingolipīdus. Tie satur arī olbaltumvielas.

Caurules, kuru diametrs ir no 0,1 līdz 0,3 µm, ir piepildītas ar viendabīgu saturu. To funkcija ir komunikācijas īstenošana starp EPS pūslīšu saturu, ārējo vidi un šūnas kodolu.

Endoplazmatiskais tīklojums nav stabila struktūra un ir pakļauts biežām izmaiņām.

Ir divu veidu EPR:

  • granulēts endoplazmatiskais tīkls;
  • agranulārs (gluds) endoplazmatiskais tīkls.

Uz granulētā endoplazmatiskā retikuluma virsmas ir liels skaits ribosomu, kuru agranulārā ER virsmā nav.

Granulārais un agranulārais endoplazmatiskais tīklojums šūnā veic dažādas funkcijas.

Endoplazmatiskā retikuluma funkcijas

Piedaloties endoplazmatiskajam tīklam, notiek proteīnu translācija un transportēšana, lipīdu un steroīdu sintēze un transportēšana. EPS raksturo arī sintēzes produktu uzkrāšanās. Endoplazmatiskais tīkls ir iesaistīts arī jaunas kodola membrānas veidošanā (piemēram, pēc mitozes). Endoplazmatiskais tīkls satur intracelulāru kalcija piegādi, kas jo īpaši ir muskuļu šūnu kontrakcijas starpnieks. Muskuļu šķiedru šūnās ir īpaša endoplazmatiskā retikuluma forma - sarkoplazmatiskais tīkls.

Agranulārā endoplazmatiskā retikuluma funkcijas

Agranulārais endoplazmatiskais tīkls ir iesaistīts daudzos vielmaiņas procesos. Arī agranulārajam endoplazmatiskajam tīklam ir svarīga loma ogļhidrātu metabolismā, indes neitralizēšanā un kalcija uzglabāšanā. Agranulārā endoplazmatiskā retikuluma enzīmi ir iesaistīti dažādu lipīdu un fosfolipīdu, taukskābju un steroīdu sintēzē. Jo īpaši saistībā ar to virsnieru dziedzeru un aknu šūnās dominē agranulārais endoplazmatiskais tīkls.

Hormonu sintēze

Hormoni, kas veidojas agranulārajā EPS, ietver, piemēram, mugurkaulnieku dzimumhormonus un virsnieru dziedzeru steroīdos hormonus. Sēklinieku un olnīcu šūnas, kas ir atbildīgas par hormonu sintēzi, satur lielu daudzumu agranulārā endoplazmatiskā tīkla.

Ogļhidrātu uzkrāšanās un pārvēršana

Ogļhidrāti organismā tiek uzglabāti aknās glikogēna veidā. Glikolīze pārvērš glikogēnu aknās par glikozi, kas ir būtisks process glikozes līmeņa uzturēšanā asinīs. Viens no agranulārajiem EPS enzīmiem atdala fosfogrupu no pirmā glikolīzes produkta – glikozes-6-fosfāta, tādējādi ļaujot glikozei iziet no šūnas un paaugstināt cukura līmeni asinīs.

Indes neitralizācija

Aknu šūnu gludais endoplazmatiskais tīkls aktīvi iesaistās visu veidu indes neitralizēšanā. Gludie EPR enzīmi piestiprina pie toksisko vielu molekulām hidrofilos radikāļus, kā rezultātā palielinās toksisko vielu šķīdība asinīs un urīnā, un tās ātrāk izdalās no organisma. Nepārtrauktas indes, narkotiku vai alkohola uzņemšanas gadījumā veidojas lielāks agranulārais ESR daudzums, kas palielina tāda paša efekta sasniegšanai nepieciešamo aktīvās vielas devu.

EPS kā kalcija depo loma

Kalcija jonu koncentrācija EPS var sasniegt 10 -3 molus, savukārt citozolā tā ir aptuveni 10 -7 mol (miera stāvoklī). Inozitola trifosfāta un dažu citu stimulu ietekmē kalcijs tiek atbrīvots no EPS, atvieglojot difūziju. Kalcija atgriešanos EPS nodrošina aktīvais transports. Tajā pašā laikā EPS membrāna nodrošina aktīvu kalcija jonu pārnesi pret lielu pasūtījumu koncentrācijas gradientiem. Gan kalcija jonu uzņemšana, gan izdalīšanās EPS ir smalkā saistībā ar fizioloģiskiem apstākļiem.

Kalcija jonu koncentrācija citozolā ietekmē daudzus intracelulārus un starpšūnu procesus, piemēram, enzīmu aktivāciju vai inaktivāciju, gēnu ekspresiju, neironu sinaptisko plastiskumu, muskuļu šūnu kontrakcijas un antivielu izdalīšanos no imūnsistēmas šūnām.

Sarkoplazmatiskais tīkls

Īpaša agranulārā endoplazmatiskā tīkla forma, sarkoplazmas tīklojums, ir muskuļu šūnās esošais ER, kurā kalcija joni tiek aktīvi sūknēti no citoplazmas ER dobumā pret koncentrācijas gradientu šūnas neuzbudinātā stāvoklī un izdalīti citoplazmā. lai uzsāktu kontrakciju.

Granulētā endoplazmatiskā retikuluma funkcijas

Granulētajam endoplazmatiskajam tīklam ir divas funkcijas: proteīnu sintēze un membrānas ražošana.

Olbaltumvielu sintēze

Šūnas ražotās olbaltumvielas tiek sintezētas uz ribosomu virsmas, kuras var piestiprināt pie ER virsmas. Iegūtās polipeptīdu ķēdes tiek ievietotas granulētā endoplazmatiskā tīkla dobumā (kur nokrīt arī citozolā sintezētās polipeptīdu ķēdes), kur tās pēc tam tiek nogrieztas un pareizi salocītas. Tādējādi lineāras aminoskābju sekvences tiek iegūtas pēc nepieciešamās trīsdimensiju struktūras pārvietošanas endoplazmatiskajā retikulā, pēc kuras tās tiek atkārtoti pārnestas uz citozolu.

Membrānas sintēze

Ražojot fosfolipīdus, ER paplašina savu membrānas virsmu, kas caur transporta pūslīšiem nosūta membrānas fragmentus uz citām membrānas sistēmas daļām.

Skatīt arī

  • Retikuloni ir endoplazmatiskā retikuluma proteīni.

Wikimedia fonds. 2010 .

  • 5. Gaismas mikroskops, tā galvenie raksturlielumi. Fāzes kontrasts, traucējumi un ultravioletā mikroskopija.
  • 6. Mikroskopa izšķirtspēja. Gaismas mikroskopijas iespējas. Fiksēto šūnu izpēte.
  • 7. Autoradiogrāfijas metodes, šūnu kultūras, diferenciālā centrifugēšana.
  • 8. Elektronu mikroskopijas metode, tās iespēju daudzveidība. Plazmas membrāna, struktūras īpatnības un funkcijas.
  • 9. Šūnas virsmas aparāts.
  • 11. Augu šūnu siena. Uzbūve un funkcijas - augu, dzīvnieku un prokariotu šūnu membrānas, salīdzinājums.
  • 13. Citoplazmas organoīdi. Membrānas organoīdi, to vispārīgie raksturojumi un klasifikācija.
  • 14. Eps graudains un gluds. Viena veida šūnās funkcionēšanas struktūra un iezīmes.
  • 15. Golgi komplekss. Struktūra un funkcijas.
  • 16. Lizosomas, funkcionālā daudzveidība, izglītība.
  • 17. Augu šūnu vakulārais aparāts, sastāvdaļas un organizācijas īpatnības.
  • 18.Mitohondriji. Šūnas mitohondriju struktūra un funkcijas.
  • 19. Šūnu mitohondriju funkcijas. ATP un tā loma šūnā.
  • 20. Hloroplasti, ultrastruktūra, funkcijas saistībā ar fotosintēzes procesu.
  • 21. Plastīdu daudzveidība, iespējamie to savstarpējās konversijas veidi.
  • 23.Cytoskelets. Organizācijas struktūra, funkcijas, iezīmes saistībā ar šūnu ciklu.
  • 24. Imūncitoķīmijas metodes nozīme citoskeleta izpētē. Citoskeleta organizācijas iezīmes muskuļu šūnās.
  • 25. Kodols augu un dzīvnieku šūnās, uzbūve, funkcijas, kodola un citoplazmas attiecības.
  • 26. Intrafāzes hromosomu telpiskā organizācija kodola iekšienē, eihromatīns, heterohromatīns.
  • 27. Hromosomu ķīmiskais sastāvs: DNS un olbaltumvielas.
  • 28. Unikālas un atkārtotas DNS sekvences.
  • 29. Hromosomu proteīni histoni, nehistonu proteīni; to loma hromatīnā un hromosomās.
  • 30. RNS veidi, to funkcijas un veidošanās saistībā ar hromatīna aktivitāti. Šūnu bioloģijas galvenā dogma: DNS-RNS-proteīns. Komponentu loma tās īstenošanā.
  • 32.Mitozes hromosomas. Morfoloģiskā organizācija un funkcijas. Kariotips (pēc cilvēka piemēra).
  • 33. Pro- un eikariotu hromosomu vairošanās, saistība ar šūnu ciklu.
  • 34. Politēna un lampas otas hromosomas. Uzbūve, funkcijas, atšķirība no metafāzes hromosomām.
  • 36.Kodols
  • 37. Kodolmembrānas uzbūve, funkcijas, kodola loma mijiedarbībā ar citoplazmu.
  • 38. Šūnu cikls, periodi un fāzes
  • 39. Mitoze kā galvenais dalījuma veids Atvērtā un slēgtā mitoze.
  • 39.Mitozes stadijas.
  • 40. Mitoze, kopīgās pazīmes un atšķirības.Mitozes pazīmes augiem un dzīvniekiem:
  • 41. Meiozes nozīme, fāžu raksturojums, atšķirība no mitozes.
  • 14. Eps graudains un gluds. Viena veida šūnās funkcionēšanas struktūra un iezīmes.

    Endoplazmatiskais tīkls (EPS) - komunikāciju vai atsevišķu cauruļveida kanālu un saplacinātu cisternu sistēma, kas atrodas visā šūnas citoplazmā. Tos norobežo membrānas (membrānas organoīdi). Dažreiz tvertnēm ir izplešanās burbuļu veidā. EPS kanāli var savienoties ar virsmas vai kodola membrānām, saskarties ar Golgi kompleksu.

    Šajā sistēmā var atšķirt gludu un raupju (granulētu) EPS.

    Aptuvens EPS. Aptuvenās ER kanālos ribosomas atrodas polisomu formā. Šeit notiek olbaltumvielu sintēze, ko galvenokārt ražo šūna eksportam (izņemšanai no šūnas), piemēram, dziedzeru šūnu sekrēcijas. Šeit notiek citoplazmas membrānas lipīdu un proteīnu veidošanās un to montāža. Granulētā ER blīvi iepakotas cisternas un kanāli veido slāņainu struktūru, kurā proteīnu sintēze notiek visaktīvāk. Šo vietu sauc par ergastoplazmu.

    Vienmērīgs EPS. Uz gludām ER membrānām nav ribosomu. Šeit galvenokārt notiek tauku un līdzīgu vielu (piemēram, steroīdu hormonu), kā arī ogļhidrātu sintēze. Pa gludās EPS kanāliem gatavais materiāls arī pārvietojas uz tā iepakošanas vietu granulās (uz Golgi kompleksa zonu). Aknu šūnās gluda ER piedalās vairāku toksisku un ārstniecisku vielu (piemēram, barbiturātu) iznīcināšanā un neitralizēšanā. Svītrotajos muskuļos gludās ER kanāliņos un cisternas nogulsnējas kalcija joni.

    15. Golgi komplekss. Struktūra un funkcijas.

    Golgi komplekss ir membrānas struktūra, kas raksturīga jebkurai eikariotu šūnai. Golgi komplekss sastāv no saplacinātām cisternām, kas parasti ir sakārtotas kaudzēs (diktiosomas). Tvertnes nav izolētas, bet ir savstarpēji savienotas ar cauruļu sistēmu. Pirmo cisternu no kodola sauc par Golgi kompleksa cis-polu, bet pēdējo attiecīgi par transpolu. Cisternu skaits dažādu organismu dažādās šūnās var atšķirties, taču kopumā Golgi kompleksa struktūra visos eikariotos ir aptuveni vienāda. Sekrēcijas šūnās tas ir īpaši spēcīgi attīstīts. Golgi kompleksa funkcijas ir transportēt olbaltumvielas uz galamērķi, kā arī to glikozilēšana, deglikozilēšana un oligosaharīdu ķēžu modificēšana.

    Golgi kompleksam raksturīga funkcionāla anizotropija. Tikko sintezētie proteīni tiek transportēti no endoplazmatiskā tīkla uz diktiosomu cis-polu, izmantojot pūslīšus. Pēc tam tie pakāpeniski virzās uz transpolu, pakāpeniski pārveidojot (virzoties prom no kodola, mainās fermentu sistēmu sastāvs tvertnēs). Visbeidzot, olbaltumvielas nonāk galamērķī pūslīšos, kas veidojas no transpola. Golgi komplekss nodrošina olbaltumvielu transportēšanu trīs nodalījumos: uz lizosomām (kā arī uz augu šūnas centrālo vakuolu un vienšūņu kontraktilajām vakuolām), uz šūnu membrānu un starpšūnu telpu. Olbaltumvielu pārneses virzienu nosaka īpašas glikozīdu etiķetes. Piemēram, lizosomu enzīmu marķieris ir mannozes-6-fosfāts. Mitohondriju, kodolu un hloroplastu proteīnu nobriešana un transportēšana notiek bez Golgi kompleksa līdzdalības: tos sintezē brīvās ribosomas un pēc tam nonāk tieši citozolā. svarīga funkcija Golgi komplekss - glikoproteīnu, proteoglikānu un glikolipīdu ogļhidrātu komponenta sintēze un modifikācija. Tas arī sintezē daudzus polisaharīdus, piemēram, hemicelulozi un pektīnu augos. Golgi kompleksa cisternas satur veselu virkni dažādu glikoziltransferāžu un glikozidāžu. Tie arī tiek pakļauti ogļhidrātu atlikumu sulfācijai.