Двомембранные органеллы клетки: митохондрии и пластиды 

Митохондрия

Строение и функции митохардий, Митохондрии (от греч. Митос-нить и хондрион - зернышко) - это двомембранные органеллы, содержащиеся во всех эукариотических клетках (за исключением особых внутриклеточных паразитических одноклеточных животных - микроспоридий, что является «энергетическими паразитами», поскольку используют для собственных энергетических потребностей АТФ клетки хозяина).

Митохондрии имеют форму округлых телец, палочек, нитей (длиной от 0,5 мкм до 10 мкм и более). Иногда митохондрии разветвляются (в некоторых одноклеточных организмов, в мышечных волокнах и др.). Количество митохондрий в клетке разная: от 1 до 100 000 и более и зависит от ее метаболической активности.

Так, гигантская амеба Хаос имеет до 500 000 митохондрий, тогда как в клетке паразитического жгутикового - трипанозомы (возбудителя сонной болезни человека) есть только одна гигантская разветвленная митохондрия. В клетках ро-слюны-фототрофов митохондрий меньше, чем у животных, поскольку их назначение (синтез АТФ) частично выполняют хлоропласты.

Поверхностный аппарат митохондрий состоит из двух мембран - наружной и внутренней. Внешняя мембрана гладкая, она отграничивает митохондрию от гиалоплазмы. Внутренняя мембрана образует вгины внутрь митохондрий, которые имеют вид трубчатых или гребенчатых образований - кристалл. Кристи могут быть по-разному расположенные относительно продольной оси митохондрии, часто ветвятся. Внешняя и внутренняя мембраны митохондрий отделены щелью шириной 10-20 нм. На поверхности внутренней мембраны, повернутой внутрь митохондрий, являются грибовидные образования - АТФ-сомы, в которых содержится комплекс ферментов, необходимых для синтеза АТФ.

Внутреннее пространство митохондрий заполненный полужидкой веществом - матриксом. В нем содержатся молекулы ДНК, иРНК, тРНК, митохондриальные рибосомы, гранулы из солей кальция и магния. В матриксе синтезируются белки, входящие в состав внутренней мембраны.

Основная функция митохондрий - синтез АТФ, который происходит за счет энергии, высвобождающейся при окислении органических соединений. При этом начальные этапы этих процессов протекают в матриксе, а следующие, в частности синтез АТФ, - во внутренней мембране.

Митохондрии в клетке постоянно возобновляются. Так, в клетках печени митохондрии живут около 10 дней. В отличие от многих других органелл, они не возникают из других мембранных структур клетки, а размножаются делением, подобно клеточного деления прокариот.

Строение и функции пластидов. Пластиды (от греч. Пластидес, пластос - вылепленный, сформированный) - двомембранни органеллы клеток растений и некоторых животных (растительных жгутиковых). Пластиды разнообразные по форме, размерам, окраске, особенностям строения. В клетках высших растений различают три типа пластид: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.

Хлоропласты (от греч. Хлорос - зеленый) - пластиды, окрашенные в зеленый цвет благодаря пигмента хлорофилла. Как правило, хлоропласты имеют удлиненную форму (длиной 5-10 мкм). Их количество в клетках разная: в клетках злаков - 30-50, а в гигантских клетках столбчатой ??паренхимы махорки - до 1 000.

Между внешней и внутренней мембранами хлоропластов есть между-мембранный пространство шириной около 20-30 нм. Внутренняя мембрана образует складчатые вгины внутрь матрикса: ламели и тилакоиды. Ламели имеют вид плоских удлиненных складок, тогда как тилакоиды - уплощенных вакуолей или мешочков. Ламели матрикса могут образовывать сетку из взаимосвязанных разветвленных канальцев или располагаться параллельно друг другу не соединяясь; иногда они напоминают плоский полый пузырь. Между ламелями размещены тилакоиды, собранные вместе в кучки по 50 и более, напоминающие стопки монет. Такое кучку называют игра-ной. Количество гран в хлоропласте достигает 60 (иногда - до 150), они часто связаны между собой с помощью ламели.

В тилакоидов находятся основные фотосинтетические пигменты-хлорофиллы, вспомогательные - каротиноиды и все ферменты, необходимые для осуществления различных биохимических процессов фотосинтеза. Мембраны тилакоидов способны улавливать свет и направлять его на хлорофилл. В матриксе хлоропластов содержатся молекулы ДНК, рибосомы, в нем откладываются зерна запасного полисахарида - крахмала. Основная функция хлоропластов - осуществления фотосинтеза. В хлоропластах, как и в митохондриях, при участии фермента АТФ-синтетазы, расположенного на внешней поверхности мембран тилакоидов, происходит синтез АТФ. В них также синтезируются некоторые липиды, белки мембраны тилакоидов и ферменты, катализирующие реакции фотосинтеза.

Хлоропластах, подобно митохондрий, свойственный некоторую автономию в клетке. Они имеют собственную наследственную информацию, закодированную в виде последовательности нуклеотидов кольцевой молекулы ДНК, напоминающий наследственный материал клеток прокариот. Они содержат и собственный белоксинтезирующая аппарат, состоящий из рибосомы, размерами напоминают мелкие рибосомы прокариот, а также все виды РНК. С помощью этого аппарата они синтезируют специфические белки, которые входят в состав их мембран. Как и митохондрии, хлоропласты размножаются делением.

Приведенные выше данные часто используются как доказательства гипотезы симбиогенезу, согласно которой эукариотические клетки рассматривают как отдельный организм, возникший вследствие симбиоза некоторых одноклеточных организмов. Считают, что митохондрии образовались в результате сожительства клеток аэробных и анаэробных бактерий, а хлоропласты-цианобактерий с клетками гетеротрофных первобытных эукариот.

Лейкопласты (от греч. Лейкос - белый) - бесцветные пластиды разнообразной формы. От хлоропластов они отличаются отсутствием развитой ламеллярные системы. Внутренняя мембрана, впинаючись в матрикс, может образовывать немногочисленные тилакоиды. В матриксе лейкопластов содержатся ДНК, рибосомы, а также ферменты, обес-слышат синтез и гидролиз запасных веществ клетки (крахмала, белков). Некоторые лейкопласты почти полностью заполнены зернами крахмала.

Хромопласты (от греч. Хрома - краска, цвет) - пластиды, окрашенные в разные цвета - желтый, красный и т.д.. Они предоставляют определенного цвета лепесткам, плодам, листьям. Окраска хромопластов обуславливают различные пигменты (в основном каротиноиды), которые могут накапливаться в них в разном количестве. Внутренняя мембранная система в хромопластов отсутствует или образована единичными тилакоидов.

Образование и взаимные превращения пластид. Пластиды разных типов имеют общее происхождение: все они возникают из первичных пластид (пропластид) образующей ткани. Пропластид - это мелкие (до 1 мкм) двомембранни пузырьки. Кроме того, пластиды одного типа могут превращаться в пластиды другое. На свету в про-пластидах формируется внутренняя мембранная система, синтезируется хлорофилл, и они превращаются в хлоропласты. То же свойственно и лейкопласты, которые на свету могут превращаться в хлоропласты, а также - на хромопласты. При старении листьев, стеблей, созревании плодов в хлоропластах основном разрушается хлорофилл, упрощается внутренняя мембранная система, и они превращаются в хромопласты. Хромопласты является конечным этапом развития пластид: на другие типы они не превращаются. Хроматофоры - двомембранни органеллы клеток водорослей и некоторых животных жгутиковых (например, эвглены зеленой), которые содержат фотосинтезирующие пигменты. По строению они подобны хлоропластов высших растений. Внутренняя мембрана хроматофоров может образовывать параллельные вгины, однако грани у них отсутствуют. В зеленых водорослей (например, хламидомонады, улотрикса, спирогиры) в состав хроматофоры входят пиреноиды - зоны, окруженные мелкими вакуолями, вокруг которых откладываются зерна крахмала. Форма хроматофоров может быть самой разнообразной: чашеобразной (хламидомонада), в виде неза-мкненого кольца (улотрикс), длинных спиральных лент (спирогира), многочисленных шаровидных телец (эвглена зеленая) и т.д.. Окраска хроматофоров зависит от концентрации в них пигментов разных цветов (зеленые, бурые, красные и т.д.). Форму, количество и окраска хроматофоров используют как признаки в систематике водорослей.

Свой особый фотосинтезирующих аппарат есть и у прокариот (зеленые и пурпурные серные бактерии, цианобактерии). В них пигменты, обеспечивающие фотосинтез, мо-жугь находиться в плазматической мембране или в ее вгинах внутрь клетки. В некоторых прокариот (пурпурные бактерии) с вгинив плазматической мембраны образуются замкнутые пузырьки с фотосинтезирующими пигментами внутри. В цианобактерий благодаря впячиванием плазматической мембраны возникают плоские ми-шечкы, расположенные параллельно друг другу или собранные в стопки, содержащие хлорофилл, они напоминают хроматофоры.

выводы

В клетках эукариот является покрыты двойной мембраной органеллы-митохондрии и пластиды. Они содержат собственные ДНК и билоксин-тезуючий аппарат и размножаются делением, то есть имеют определенную автономию в клетке.

Митохондрии имеют гладкую наружную мембрану, тогда как внутренняя образует выросты внутрь. Главной функцией митохондрий является синтез АТФ.

Пластиды - двомембранни органеллы клеток высших растений различных форм и размеров. Различают три основных типа пластид - зеленые (хлоропласты), бесцветные (лейкопласты) и ярко окрашенные в разные цвета (хромопласты).

 


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+