Ce este o organelle? Structura și funcția organoidelor. Organele celulei de plante. Organoidele unei celule de animale

O celulă este nivelul de organizare a materiei vii, un biosistem independent care are proprietățile de bază ale tuturor lucrurilor vii. Deci, se poate dezvolta, reproduce, muta, adapta și schimba. În plus, orice celule se caracterizează printr-un metabolism, o structură specifică, ordinea structurilor și funcțiilor.

Știința, care se ocupă de studiul celulelor, este citologia. Obiectul ei sunt unitățile structurale ale animalelor și plantelor multicelulare, organismele unicelulare - bacterii, protozoare și alge, constând dintr-o singură celulă.

Dacă vorbim despre organizarea generală a unităților structurale de organisme vii, ele constau dintr-o coajă și un nucleu cu nucleol. De asemenea, în compoziția lor sunt organele celulare, citoplasma. Până în prezent, o varietate de metode de cercetare foarte dezvoltate, dar locul de frunte este ocupat de microscopie, care permite de a studia structura de celule și de a explora elementele structurale de bază.

Ce este o organelle?

Organoizii (numiți și organele) sunt elemente constitutive permanente ale oricărei celule care o fac întregă și îndeplinește anumite funcții. Acestea sunt structurile vitale pentru menținerea activităților sale.

Organoidele includ nucleul, lizozomii, reticulul endoplasmic și complexul Golgi, vacuolele și veziculele, mitocondriile, ribozomii și centrul celulelor (centrozomul). Aceasta include, de asemenea, structurile care formează celulele citoscheletului (microtubuli și microfilamente), melanozomii. Separat este necesar să se aloce organoizi de mișcare. Acestea sunt cilia, flagella, myofibrils și pseudopods.

Toate aceste structuri sunt interconectate și asigură activitatea coordonată a celulelor. De aceea, întrebarea: "Ce este un organoid?" - Puteți răspunde că este o componentă care poate fi asimilată cu organul unui organism multiceluros.

Clasificarea organelurilor

Celulele diferă în funcție de dimensiune și formă, precum și de funcțiile lor, dar au o structură chimică similară și un principiu unificat de organizare. În același timp, problema a ceea ce este un organoid și a structurilor sale este destul de controversată. De exemplu, lizozomii sau vacuolele uneori nu fac parte din organele celulare.

Dacă vorbim despre clasificarea acestor componente celulare, atunci nemembrannye și organoide membranare sunt izolate. Nemembrannye - un centru de celule și ribozomi. Organoizii de mișcare (microtubuli și microfilamente) sunt, de asemenea, lipsite de membrane.

În centrul structurii membranelor organelle este prezența unei membrane biologice. Odnomebrannye organite dvumembrannye și sunt acoperite cu o structură uniformă, care constă dintr-un strat dublu de fosfolipide și molecule proteice. Se separă citoplasma de mediul extern, ajută celulele să își păstreze forma. Merită să ne amintim că în celule de plante În plus față de membrană, există, de asemenea, o membrană externă de celuloză, care se numește peretele celular. Ea îndeplinește o funcție de sprijin.

Membranele organice includ EPS, lizozomii și mitocondriile, precum și lizozomii și plastidele. Membranele lor pot diferi numai în setul de proteine.

Dacă vorbim despre capacitatea funcțională a organelurilor, atunci unii dintre ei sunt capabili să sintetizeze anumite substanțe. Astfel, organoizii importanți ai sintezei sunt mitocondriile, în care se formează ATP. plastide ribozomi (cloroplaste) și reticulului endoplasmatic dur responsabil pentru sinteza proteinelor, EBL netede - pentru sinteza lipidelor și carbohidraților.

Luați în considerare structura și funcțiile organoidelor în detaliu.

miez

Această organelle este extrem de importantă, deoarece atunci când este îndepărtată, celulele încetează să funcționeze și să moară.

Miezul are o membrană dublă, în care există multe pori. Cu ajutorul lor, este strâns asociat cu reticulul endoplasmatic și citoplasma. Această organelle conține cromozomi - cromozomi, care sunt un complex de proteine ​​și ADN. Având în vedere acest lucru, se poate spune că nucleul este organelle care este responsabil pentru menținerea masei genomului.

Partea lichidă a nucleului se numește karyoplasmă. Acesta conține produsele activității vitale a structurilor de bază. Zona cea mai densă este nucleul, care conține ribozomi, proteine ​​complexe și ARN, precum și fosfați de potasiu, magneziu, zinc, fier și calciu. Nucleul dispare înainte diviziunea celulară și se formează din nou în ultimele etape ale acestui proces.

Reticulul endoplasmatic (reticulul)

EPS este un organoid cu o singură membrană. Este nevoie de o jumătate de volum de celule și constă dintr-un element tubular și tancuri, care sunt conectate între ele, precum și membrana citoplasmatică și învelișul exterior al nucleului. Membrana acestui organoid are aceeași structură ca și plasmomul. Această structură este holistică și nu se deschide în citoplasmă.

Reticulul endoplasmatic este neted și granular (dur). Pe carcasa interioară a granulelor EPS sunt plasate ribozomi, în care sinteza proteinelor. Pe suprafața ribozomilor netede reticulului endoplasmatic sunt absente, dar aici se duce sinteza de carbohidrati si grasimi.

Toate substanțele care formează în reticulul endoplasmatic sunt transportate de-a lungul sistemului de tuburi și tuburi către destinațiile unde se acumulează și ulterior sunt utilizate în diferite procese biochimice.

Având în vedere capacitatea de a sintetiza EPS reticulului pietroase situate în celule a căror funcție principală - formarea proteinelor si netede - in celulele care sintetizează carbohidrați și grăsimi. În plus, reticulul neted se acumulează ioni de calciu, care sunt necesare pentru funcționarea normală a celulelor, sau întregul organism.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că EPS este locația aparatului Golgi.

Lizozomii, funcțiile lor

Lizozomii sunt organoizi celulari, care sunt reprezentați de sacuri cu formă rotundă cu membrană unică, cu enzime hidrolitice și digestive (proteaze, lipaze și nucleaze). Conținutul de lizozomi se caracterizează printr-un mediu acid. Membranele acestor formațiuni le izolează de citoplasmă, împiedicând distrugerea altor componente structurale ale celulelor. Atunci când enzimele lizozomului sunt eliberate în citoplasmă, auto-distrugerea celulei are loc - autoliza.

Trebuie remarcat faptul că enzimele sunt în principal sintetizate pe un reticul endoplasmatic brut, după care sunt transferate în aparatul Golgi. Aici sunt supuse unei modificări, sunt ambalate în vezicule de membrană și încep să se separe, devenind componente independente ale celulei - lizozomii, care sunt primare și secundare.

Lizozomii primari sunt structuri care se separă de aparatul Golgi, iar secundar (vacuolele digestive) sunt cele care rezultă din fuziunea lizozomilor primari și a vacuolelor endocitotice.

Având în vedere o astfel de structură și organizare, este posibilă identificarea principalelor funcții ale lizozomilor:

• digestia diferitelor substanțe din interiorul celulei;
• distrugerea structurilor celulare care nu sunt necesare;
• participarea la procesele de reorganizare a celulelor.

vacuole

Vacuolele sunt organele cu o singură membrană de formă sferică, care sunt rezervoare de apă și compuși organici și anorganici dizolvați în acesta. Formarea acestor structuri a implicat aparatul Golgi și EPS.

Sunt puține vacuole în celula animală. Sunt mici și nu ocupă mai mult de 5% din volum. Principalul lor rol este de a asigura transportul de substanțe în întreaga celulă.

vacuole celule de plante Sunt mari și ocupă până la 90% din volum. Într-o celulă matură, există doar un vacuol, care ocupă o poziție centrală. Membrana sa se numește tonoplast, iar conținutul se numește suc celular. Funcțiile principale ale vacuolelor vegetale sunt asigurarea tensiunii membranei celulare, acumularea de compuși diferiți și a celulelor reziduale. În plus, aceste organele de celule de plante furnizează apa necesară pentru procesul de fotosinteză.

Dacă vorbim despre compoziția sapei de celule, aceasta include următoarele substanțe:

• rezerva - acizi organici, carbohidrați și proteine, aminoacizi individuali;
• compuși care se formează în timpul vieții celulelor și se acumulează în ele (alcaloizi, tanini și fenoli);
• fitoncide și fitohormoni;
• Pigmenți, datorită cărora fructele, rădăcinile și petalele de flori sunt vopsite în culoarea potrivită.

Complexul Golgi

Structura organoidelor numită "Aparatul Golgi" este destul de simplă. In celulele plantelor, ele apar ca membrana de vițel separat în celulele animale sunt reprezentate rezervoare, canale și bule. Unitatea structurală a complexului Golgi - l dictyosome, care este reprezentat de un teanc de 4-6 „tancuri“ și bule mici, care sunt separate de la ei, și sunt sistemul de transport intracelular, și poate, de asemenea, servi ca sursă de lizozomi. Numărul de diktiozomi poate varia de la una la câteva sute.

Complexul Golgi, ca regulă, este situat în apropierea miezului. În celulele animale - în apropierea centrului celular. Principalele funcții ale acestor organele sunt următoarele:

• secreția și acumularea de proteine, lipide și zaharide;
• modificarea compușilor organici care intră în complexul Golgi;
• Acest organoid este locul de formare a lizozomilor.

Se observă că, EPS, lizozomale, vacuole, aparatul Golgi și formează împreună un vacuolar sistem tubular care separă celula în secțiuni separate cu funcții corespunzătoare. În plus, acest sistem oferă o actualizare permanentă a membranelor.

Mitochondria - stații de celule energetice

Mitochondria sunt organoide biomembrane cu formă de vârf, globular sau filiform, care sintetizează ATP. Ele au o suprafață netedă exterioară și o membrană internă cu numeroase falduri, numite cristae. Trebuie notat faptul că numărul de cristae din mitocondrii poate varia în funcție de nevoia de energie a celulei. Pe membrana interioară se concentrează numeroase complexe enzimatice care sintetizează adenozin trifosfat. Aici energia legăturilor chimice este convertită în legăturile macroergice ale ATP. În plus, mitocondriile împart acizii grași și carbohidrații cu eliberarea de energie, care se acumulează și se utilizează pentru procesele de creștere și sinteză.

Mediul intern al acestor organele se numește matrice. Acesta conține ADN inel și ARN, ribozomi mici. Interesant, mitocondriile - organite semi-autonome, deoarece acestea depind de funcționarea celulei, dar în același timp, se poate menține o anumită independență. Deci, ei sunt capabili să sintetizeze propriile proteine ​​și enzime și, de asemenea, să se reproducă independent.

Se crede că mitocondriile au apărut atunci când organismele procariote aerobe au intrat în celula gazdă, ceea ce a dus la formarea unui complex simbiotic specific. Astfel, ADN-ul mitocondrial are aceeași structură ca ADN-ul bacteriilor moderne, iar sinteza proteinelor atât în ​​mitocondrii cât și în bacterii este inhibată de antibiotice identice.

Plastidele sunt organoide de celule vegetale

Plastidele sunt organele destul de mari. Ele sunt prezente numai în celulele plantei și sunt formate din precursori - proplastide, conțin ADN. Aceste organele joacă un rol important în metabolism și sunt separate de citoplasmă printr-o dublă membrană. În plus, ele pot forma un sistem ordonat de membrane interne.

Plastidele vin în trei tipuri:

1. Cloroplastele sunt cele mai numeroase plastide responsabile de fotosinteză, în care se formează compuși organici și oxigen liber. Aceste structuri au o structură complexă și sunt capabile să se deplaseze în citoplasm către sursa de lumină. Principala substanță care este conținută în cloroplaste este clorofila, prin care plantele pot folosi energia soarelui. Trebuie remarcat faptul că cloroplastele, ca mitocondriile, sunt structuri semi-autonome, deoarece sunt capabile de divizarea și sinteza independentă a propriilor proteine.
2. Leucoplast - plastide incolore, care sub influența luminii transformă în cloroplaste. Aceste componente celulare conțin enzime. Cu ajutorul lor, glucoza este transformată și acumulată sub formă de boabe de amidon. În unele plante, acești plastide sunt capabili să acumuleze lipide sau proteine ​​sub formă de cristale și corpuri amorfe. Cel mai mare număr de leucoplaste este concentrat în celulele organelor subterane ale plantelor.
3. Cromoplastele sunt derivați ai celorlalte două tipuri de plastide. Ele formează carotenoide (cu distrugerea clorofilei), care au o culoare roșie, galbenă sau portocalie. Cromoplastele sunt etapa finală a transformării plastidei. Cele mai multe dintre ele în fructe, petale și frunze de toamnă.

ribozomi

Ce este numit un organoid ribozomilor? ribozomi numite organe nemebrannye, constând din două fragmente (subunități mici și mari). Diametrul lor este de aproximativ 20 nm. Ele se găsesc în toate tipurile de celule. Ele sunt organele de animale și de celule vegetale, bacterii. Aceste structuri se formează în nucleu, după care trec în citoplasmă, unde sunt plasate liber sau atașate la EPS. În funcție de proprietățile de sinteză, ribozomii funcționează singuri sau se combină în complexe, formând poliribozomi. În acest caz, aceste organele non-membrane sunt legate de o moleculă de ARN de informare.

Ribozomul conține 4 molecule de ARN-r, care alcătuiesc cadrul său, precum și diferite proteine. Sarcina principală a acestui organoid este colectarea unui lanț polipeptidic, care este prima etapă în sinteza proteinelor. Acele proteine ​​care sunt formate de ribozomii reticulului endoplasmatic pot fi folosite de întregul organism. Proteinele pentru nevoile unei singure celule sunt sintetizate de ribozomi, care sunt localizați în citoplasmă. Trebuie remarcat faptul că ribozomii se găsesc și în mitocondrii și plastide.

Celulele citoscheletului

Citoscelul celular este format din microtubuli și microfilamente. Microtubulii sunt formațiuni cilindrice cu un diametru de 24 nm. Lungimea lor este de 100 μm-1 mm. Componenta principală este o proteină numită tubulină. Este incapabilă de contracție și poate fi distrusă de colchicină. Microtubulii sunt localizați în hialoplasmă și îndeplinesc următoarele funcții:

• creează un cadru celular elastic, dar în același timp puternic, care îi permite să își păstreze forma;
• participă la procesul de distribuție cromozomială a celulei;
• asigură mișcarea organelurilor;
• sunt cuprinse în centrul celular, precum și în flagel și cilia.

Microfilamente - fire care sunt plasate sub plasma membrana și constă dintr-o proteină actinică sau myosină. Ei pot contracta, ducând la mișcarea citoplasmei sau proeminenței membranei celulare. În plus, aceste componente sunt implicate în formarea unei constricții în diviziunea celulară.

Centrul celular (centrosomul)

Această organelle este formată din 2 centrioli și o centrosphere. Centriolul este cilindric. Pereții săi sunt formați din trei microtubuli, care se îmbină între ele printr-o reticulare. Centriolele sunt aranjate în perechi în unghi drept unul față de celălalt. Trebuie remarcat faptul că celulele de plante superioare sunt lipsite de aceste organoide.

Rolul principal al centrului celular este de a asigura o distribuție uniformă a cromozomilor în timpul diviziunii celulare. Este, de asemenea, centrul organizării citoscheletului.

Organelles de mișcare

Organoidele de mișcare poartă cilia și, de asemenea, flagella. Acestea sunt creșteri miniatură sub formă de fire de păr. Flagella conține 20 microtubuli. Baza sa este localizată în citoplasmă și se numește corpul bazal. Lungimea flagelului este de 100 μm sau mai mult. Flagellitele, care au numai 10-20 microni, se numesc cilia. Când alunecarea microtubulilor, cilia și flagelul sunt capabile să oscileze, provocând mișcarea celulei în sine. În citoplasmă, fibrile contractile, numite miofirili, pot fi izolate - ele sunt organele ale celulei animale. Myofibrilele, de regulă, sunt localizate în miociste - celule ale țesutului muscular, precum și în celulele inimii. Acestea constau din fibre mai mici (protofibrili).

Trebuie remarcat faptul că fasciculele de miofibrili constau din fibre întunecate - acestea sunt discuri anizotrope și, de asemenea, zone luminoase - sunt discuri izotropice. Unitatea structurală a miofibrilului este sarcomerul. Aceasta este zona dintre discul anizotrop și izotrop, care are filamente de actină și miozină. Când alunecă, sarcomerul scade, ceea ce duce la mișcarea întregii fibre musculare. În același timp, se utilizează energia ATP și a ionilor de calciu.

Cu ajutorul flagelui, cele mai simple și spermatozoizii animalelor se mișcă. Cilia sunt organul de mișcare al pantofului infuzor. La animale și la oameni, acestea acoperă tractul respirator al căilor respiratorii și ajută la scăderea particulelor solide mici, de exemplu, din praf. În plus, există pseudopodia care asigură mișcarea amoeboid sunt elementele multor organisme unicelulare și animale (de exemplu, leucocite) celule.

Majoritatea plantelor nu se pot deplasa în spațiu. Mișcările lor constau în creștere, mișcare de frunze și schimbări în citoplasma celulelor.

concluzie

În ciuda diversității celulelor, toate au o structură și o organizare similare. Structura și funcțiile organoizilor se caracterizează prin proprietăți identice, asigurând funcționarea normală a celulei individuale și a întregului organism.

Această regularitate poate fi exprimată după cum urmează.

Tabelul "Organoidele celulei eucariote"

Dacă tragem concluzii, putem spune că există diferențe nesemnificative între celulele animalelor și plantelor. În acest caz, caracteristicile funcționale și structura organoidelor (tabelul de mai sus, confirmă acest lucru) are un principiu general de organizare. Celula funcționează ca un sistem coerent și integrat. În acest caz, funcțiile organoidelor sunt interdependente și vizează activitatea optimă și menținerea activității vitale a celulelor.