Какие органоиды клетки содержат днк и способны к самовоспроизведению кратко

Обновлено: 05.07.2024

Прежде чем начать разбирать клетку, необходимо понимать, с чем имеешь дело. Ученые Шлейден и Шванн (а также российский ученый Вирхов) создали клеточную теорию, у которой есть несколько постулатов:

Клетка — единица всех живых организмов, способна к саморегуляции, самовоспроизведению и самообновлению
Все клетки сходны по строению и химическому составу
Каждая клетка образуется путём деления предшествующей клетки
Сходство клеточного строения всех организмов указывает на единство их происхождения
В многоклеточном организме клетки дифференцированы — различаются по выполняемым ими функциям

Следующая информация относится исключительно к эукариотической клетке. О прокариотах мы говорим в соответствующей статье.

Какие бывают органоиды эукариотической клетки?

Каждая эукариотическая клетка имеет органоиды. Их делят на 3 типа:

— Двумембранные: ядро, митохондрии, пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты)

— Одномембранные: аппарат (комплекс) Гольджи, эндоплазматическая сеть, вакуоли, лизосомы и пероксисомы

— Немембранные: клеточный центр (центриоли), цитоскелет и рибосомы

Ядро клетки контролирует клеточный цикл (деление) и обмен веществ, проще говоря — жизнедеятельность.

Также ядро хранит наследственный материал (ДНК) и содержит в себе ядрышко, в котором образуются рибосомы. В ядерной оболочке (мембранах ядра) есть поры, через которые ядро сообщается с цитоплазмой клетки. Жидкость внутри ядра называют кариоплазмой.

Митохондрии

На внутренней мембране митохондрий расположены грибовидные тела (или АТФ-синтетазы, или ферменты окислительного фосфорилирования), которые участвуют в синтезе АденозинТриФосфата (АТФ) — универсального источника энергии.

Полость внутренней мембраны называется матриксом. В матриксе митохондрии расположены рибосомы и нуклеоид (кольцевая ДНК), которые позволяют быть ей полуавтономным органоидом. Образуются митохондрии путем деления надвое.

Пластиды

Пластиды бывают трёх видов:

— в хлоропластах происходит фотосинтез (синтез глюкозы из углекислого газа под действием солнечных лучей и ферментов)

— в хромопластах хранятся пигменты (каротиноиды), которые придают окраску (например, красный цвет моркови или различные цвета лепестков)

— в лейкопластах хранятся питательные вещества (крахмал)

В ЕГЭ подробно рассматривается строение хлоропласта. Внутри него находятся граны. Граны — это множество тилакоидов, сложенных в стопку.

Строма — это полость между гранами и внешней мембраной хлоропласта. Кстати, у тилакоидов тоже есть мембрана, которая напрямую участвует в фотосинтезе. Граны соединены между собой ламеллами.

Пластиды тоже содержат рибосомы и нуклеоид, поэтому они — полуавтономные органоиды. Стоит отметить, что наличие пластид характерно только для растений.

Эндоплазматическая сеть

Эндоплазматический ретикулум = эндоплазматическая сеть — одномембранный органоид. Он бывает двух видов: гладкий (агранулярный) и шероховатый (гранулярный). Общая функция обоих — пронизывание всей цитоплазмы клетки и транспорт веществ по ней. Своеобразное метро клетки.

Шероховатый ЭПР получил своё название из-за расположенных на нём рибосом. С их помощью он синтезирует белки и впоследствии, модернизируя их, доставляет к аппарату Гольджи.

Гладкий ЭПР синтезирует жиры и углеводы, также доставляя их к комплексу Гольджи. К ещё одной функции ЭПР относят синтез пероксисом, однако они в ЕГЭ не рассматриваются.

Комплекс Гольджи

Состоит комплекс Гольджи из плоских цистерн и отходящих от них канальцев. От канальцев отпочковываются везикулы (секреторные пузырьки).

Функция аппарата Гольджи — секреторная, транспортная и накопительная. В комплексе Гольджи вещества, синтезированные на ЭПС, дозревают, накапливаются и доставляются с помощью везикул в нужные части клетки, как это показано на рисунке снизу…

Лизосомы

Это нужно, чтобы утилизировать поврежденные органоиды. Запрограммированная смерть — апоптоз, тоже выполняется лизосомами: в этом случае переваривается вся клетка.

Вакуоли

Вакуоли — одномембранные органоиды. У растений есть одна большая вакуоль, заполненная клеточным соком. В ней находится вода и питательные вещества.

У животных и грибов вакуолей много, но они гораздо меньше и выполняют другие функции. Например, у амёбы сократительная вакуоль выделяет из клетки ненужные вещества и избыток воды. О вакуолях животных мы поговорим в зоологии.

Рибосомы

Рибосомы — это важнейшие немембранные органоиды клетки. Они обеспечивают процесс трансляции — синтеза белка.

Рибосомы состоят из рРНК (рибосомальной РНК) и белков. рРНК и белки образуют 2 субъединицы, как на рисунке. Рибосомы расположены в цитоплазме клетки, на шероховатом ЭПС, внутри митохондрий и пластид.

У рибосом есть размерность: большие рибосомы (80S) содержатся в цитоплазме и ЭПС, а маленькие (70S) — в митохондриях, пластидах и бактериях.

Немного о том, что такое 70S и 80S…

S — коэффициент седиментации. Чем больше S, тем больше плотность и масса изучаемого объекта. Этот коэффициент можно определить методом центрифугирования: раствор с объектами помещается в центрифугу. Изучаемые объекты под действием центробежной силы распределяются по раствору в зависимости от плотности и массы. Так, более легкие (рибосомы, например) объекты останутся на поверхности, в то время как тяжелые (ядро, митохондрии) будут у самого дна.

Клеточный центр

Клеточный центр — немембранный органоид. Состоит из 2 центриолей. Каждая центриоль состоит из 9-ти триплетов микротрубочек. Триплеты соединены друг с другом перемычками.

Суммарно в центриоли 27 микротрубочек. Функция клеточного центра: образование веретена деления во время митоза и мейоза. Важно: клеточного центра нет у высших растений.

Цитоскелет

Плазматическая мембрана

Плазматическая мембрана (плазмалемма)— это мембрана, которая окружает цитоплазму. Она состоит из нескольких веществ…

Белки. Они бывают интегральными (пронизывают билипидный слой насквозь) и периферическими (лежат на поверхности). Эти белки обеспечивают транспорт через мембрану тех веществ, которые не могут пройти через билипидный слой.

Гликокаликс. Это углеводный слой, который выполняет рецепторную функцию. Важно: Он есть только у животной клетки.

Также к бифосфолипидный слой встроен холестерин для поддержания формы и упругости.

Клеточная стенка

У некоторых царств над плазмалеммой есть клеточная стенка, состоящая из углеводов: у растений — целлюлоза, у грибов — хитин, у бактерий — муреин. Функция клеточных стенок — поддержание формы клеток и защита.

Поздравляю с успешным освоением новой темы!

Статьи — круто, но для сотки этого недостаточно. Жми сюда, чтобы получить расписание и подробности самого эффективного курса подготовки к ЕГЭ по биологии.

Получить тест в ЛС→

Примерное время выполнения: 30 минут.

Вопрос 1.
Цитоплазма — одна из составных частей клетки. Она представляет собой внеядерную часть протоплазмы клеток живых организмов и является рабочим аппаратом клетки, в котором протекают основные метаболические процессы. В ней находится целый ряд оформленых структур, имеющих закономерные особенности строения и поведения в разные периоды жизнедеятельности клетки. Каждая из этих структур несет определенную функцию. Отсюда возникло сопоставление их с органами целого организма, в связи с чем они получи¬ли название органоиды, или органеллы. Есть органоиды, свойственные всем клеткам, — это митохондрии, клеточный центр, аппарат Гольджи, рибосомы, эндоплазматическая сеть, лизосомы, и есть органоиды, свойственные только определенным типам клеток: миофибриллы, реснички и ряд других. Органоиды — жизненно важные составные части клетки, постоянно присутствующие в ней. В цитоплазме откладываются различные вещества — включения.

Вопрос 2.
Органоидами называют постоянно присутствующие в цитоплазме, специализированные для выполнения определенных функций структуры. По структуре выделяют мембранные и немембранные органоиды клетки.

Мембранные органоиды клетки

1. Эндоплазматическая сеть (эндоплазматический ретикулум, ЭПС) - одномембранные органеллы, общего типа, которые представляют собой каналы плазматической мембраны разной формы и величины. ЭПС бывает гладкая и гранулярная.
Гладкая ЭПС - мембранные мешочки.
Функции:
1) транспорт веществ к комплексу Гольджи;
2) депонирующая. В мышечных клетках накапливает Ca2+, необходимый для мышечных сокращений;
3) детоксикационная - в клетках печени участвует в обезвреживании ядовитых веществ;
4) синтезирует углеводы и липиды, которые поступают внутрь мембран;
Гранулярная (ГрЭПС или эргастоплазма) - мембранные мешочки на которых располагаются рибосомы. В клетке располагается вокруг ядра и наружная ядерная оболочка переходит в мембраны ГрЭПС.
Функции:
1) делит клетку на отсеки, в которых протекают различные химические процессы;
2) транспортирует вещества к комплексу Гольджи;
3) синтезирует белки, которые поступают внутрь каналов ЭПС, где они приобретают свою вторичную и третичную структуры.
2. Аппарат Гольджи - одномембранная органелла общего типа, которая состоит из цистерн, мелких и крупных вакуолей. Диктиосома - стопка цистерн. Все диктиосомы клетки соединяются между собой.
Функции:
1)обезвоживание, накопление и упаковка веществ в мембраны;
2)транспорт веществ из клетки;
3)синтезирует полисахариды и присоединяет их к белкам с образованием гликопротеидов, которые обновляют гликокаликс. Гликопротеин (муцин) является важной частью слизи;
4)образует первичные лизосомы;
5)формирует включения;
6)участвует в обмене веществ в клетке;
7)формирует пероксисомы или микротельца;
8)сборка и "рост" мембран, которые затем окружают продукты секреции;
9)участвует в секреции воска растительных клеток.
В растительных клетках диктиосомы могут располагаться отдельными мембранами.
3. Лизосомы - одномембранные органеллы общего типа. Мембранные пузырьки, содержащие расщепляющие ферменты.
Классификация лизосом:
первичные - лизосомы, которые содержат только активный фермент (напр. кислую фосфатазу);
вторичные - это первичные лизосомы вместе с веществом, которое переваривается (аутофагосомы - расщепляют внутренние части клетки, выполнившие свои функции;
гетерофагосомы - расщепляют вещества и структуры, попавшие в клетку).
Остаточные тельца - вторичная лизосома, содержащая не переваренный материал.
Функции:
1)внутриклеточное пищеварение;
2) обеспечивают разрушение ненужных структур в клетке;
3)выделяют ферменты из клетки наружу например, при метаморфозе (у насекомых, амфибий), при замене хряща костной тканью – эти процессы называются физиологическим лизисом;
4) эндогенное питание в условиях голодания;
5) участвуют в детоксикации чужеродных веществ поглощаемых фаго- и пиноцитозом с образованием телолизосом или остаточных телец. Известно более 25 наследственных заболеваний, связанных с патологией лизосом. Цитолизис - разрушение клеток путем полного или частичного их растворения как в нормальных условиях (например, при метаморфозе), так и при проникновении болезнетворных организмов, неполноценном питании, недостатке и избытке кислорода, неправильном применении антибиотиков и при действии токсических веществ (патологический лизис).
4. Митохондрии - органеллы общего типа, имеющие двухмембранное строение. Внешняя мембрана гладкая, внутренняя - образует различной формы выросты - кристы. В матриксе митохондрии (полужидком веществе) между кристами находятся ферменты, рибосомы, ДНК, РНК, которые участвуют в синтезе митохондриальных белков. На внутренней мембране видны грибовидные тела - АТФ-сомы, которые являются ферментами, образующими молекулы АТФ.
Функции:
1) синтез АТФ;
2) участвуют в углеводном и азотистом обмене;
а) на наружной мембране и рядом в гиалоплазме идет анаэробное окисление (гликолиз);
б) на внутренней мембране - кристах - идут процессы, связанные с окислительным циклом трикарбоновых кислот и дыхательной цепью переноса электронов, т.е. клеточное дыхание, в результате которого синтезируется АТФ;
3) имеют собственные ДНК, РНК и рибосомы, т.е. сами могут синтезировать белки;
4) синтез некоторых стероидных гормонов.
5. Пластиды – двух мембранные органеллы растительных клеток общего типа, разделяются на три типа:
а) лейкопласты - микроскопические органеллы, имеющие двух мембранное строение. Внутренняя мембрана образует 2-3 выроста. Форма округлая. Бесцветны.
Функции: центр накопления крахмала и других веществ. На свету преобразуются в хлоропласты.
б) хромопласты - микроскопические органеллы, имеющие двумембранное строение. Собственно хромопласты имеют шаровидную форму, а образовавшиеся из хлоропластов принимают форму кристаллов каротиноидов, типичную для данного вида растения. Окраска красная, оранжевая, желтая.
Функции: содержат красный, оранжевый и желтый пигменты (каротиноиды). Много в зрелых плодах томатов и некоторых водорослей; окрашивают венчик цветков.
в) хлоропласты - микроскопические органеллы, имеющие двухмембранное строение. Наружная мембрана гладкая. Внутренняя мембрана образует систему двухслойных пластин - тилакоидов стромы и тилакоидов гран. Тилакоид - уплощенный мешочек. Грана - это стопка тилакоидов. В мембранах тилакоидов гран между слоями молекул белков и липидов сосредоточены пигменты - хлорофилл и каротиноиды. В белково-липидном матриксе находятся собственные рибосомы, ДНК, РНК, зерна крахмала. Форма хлоропластов чечевицеобразная. Окраска зеленая.
Функции: фотосинтезирующие, содержат хлорофилл. На гранах идет световая фаза фотосинтеза, в строме - темновая фаза.
6. Вакуоль - мембранная органелла общего типа. Мешок, образованный одинарной мембраной, который называется тонопластом. В вакуолях содержится клеточный сок - концентрированный раствор различных веществ, таких, как минеральные соли, сахара, пигменты, органические кислоты и ферменты. В зрелых клетках вакуоли обычно бывают большими.
Функции:
хранение различных веществ, в том числе и конечных продуктов обмена. От содержимого вакуоли в сильной степени зависят осмотические свойства клетки. Иногда вакуоль выполняет функции лизосом.

Немембранные органоиды клетки

1. Рибосомы - сложные рибонуклеопротеиды (РНП). Общего типа, немембранные органеллы, в состав которых входят белки и р-РНК. Субъединицы образуются в ядрышке. У эукариот рибосомы объединяются в полисомы. Полисома - образование из большого числа рибосом на одной и-РНК (синтезируют один тип белка, но с разной скоростью). В состав большой субъединицы входит 2 молекулы р-РНК (в составе одной молекулы находится 3000 нуклеотидов, в составе другой - 100 - 150 нуклеотидов) и 34-36 молекул белков (12 различных видов). В состав малой субъединицы входит 1 молекула р-РНК (которая имеет 1500 нуклеотидов) и 21-24 молекулы белка (12 различных видов).
При укладке тяжа РНК на субъединицах образуются активные центры:
В малой субъединице:
1) и-РНК - связывающий;
2) удерживающий аминоацил - т-РНК.
В большой субъединице:
1) аминоацильный- центр узнавания кодон-антикодон.
2) пептидный или пептидильный, в котором между аминокислотами образуются пептидные связи.
Между этими двумя центрами находится центр, перекрывающий эти два - пептидилтранферазный, который катализирует образование пептидных связей. Рибосомы эукариотической клетки имеют коэффициент седиментации (скорость осаждения при ультрацентрифугировании или S - коэффициент Сведберга) - 80S (60S - большая субъединица и 40S - малая). Прокариотические клетки, а так же рибосомы митохондрий и пластид имеют - 70S (50S - большая субъединица и 30S - малая).
Функция: биосинтез белка. Свободные полисомы синтезируют белок для самой клетки, а прикрепленные на ЭПС - синтезируют белок на экспорт из клетки.
2. Микротрубочки - полые белковые цилиндры, растут с одного конца за счет присоединения тубулиновых глобул. Немембранные, общего типа органеллы.
Функции:
1) входят в состав клеточного центра: комплексом 9+0 (девять групп по одной, две или три, в центре - нет);
2) входят в состав ресничек и жгутиков, комплексом 9+2 (девять по две и в центре две);
3) участвуют в формировании нитей веретена деления;
4) осуществляют внутриклеточный транспорт (например, от ЭПС пузырьки движутся к комплексу Гольджи);
5) формируют цитоскелет.
3. Пероксисомы или микротельца - одномембранные общего типа органеллы.
Функции:
1)защитная - нейтрализует перекись, которая является токсическим веществом для клеток;
2) образует депо ряда ферментов (например, каталазы, пероксидазы и др.), которые играют роль при превращении жиров в углеводы и катаболизме пуринов.
4. Микрофиламенты - немембранные общего типа органеллы - тонкие белковые (актиновые, которых выявлено около 10 видов) нити.
Функции:
1) образуют пучки для опоры внутриклеточных структур;
2) образуют сократительные системы для клеточной подвижности.
5. Реснички - многочисленные цитоплазматические выросты на поверхности мембраны. Немембранные специальные органеллы.
Функции:
1)удаление частичек пыли (реснитчатый эпителий верхних дыхательных путей);
2)передвижение (одноклеточные организмы).
6. Жгутики - немембранные специальные органеллы, единичные цитоплазматические выросты на поверхности клетки.
Функции:
передвижение (сперматозоиды, зооспоры, одноклеточные организмы).
7. Миофибриллы - тонкие нити до 1 см длиной и больше. Немембранные специальные органеллы.
Функции:
служат для сокращения мышечных волокон, вдоль которых они расположены.
8. Клеточный центр - ультрамикроскопическая органелла немембранного строения, общего типа. Состоит из двух центриолей. Каждая имеет цилиндрическую форму, стенки образованы девятью триплетами трубочек, а в середине находится однородное вещество. Центриоли расположены перпендикулярно друг к другу. Вокруг центриолей располагается матрикс. Полагают, что в нем есть собственная ДНК (подобная митохондриальной ДНК), РНК и рибосомы.
Функции:
1) принимает участие в делении клеток животных и низших растений. В начале деления (в профазе) центриоли расходятся к разным полюсам клетки. От центриолей к центромерам хромосом отходят нити веретена деления. В анафазе эти нити протягивают хроматиды к полюсам. После окончания деления центриоли остаются в дочерних клетках, удваиваются и образуют клеточный центр.
2) является важной частью в цитоскелете клетки.

Вопрос 3.
К самовоспроизводящимся органоидам клетки относятся: митохондрии, пластиды, а также клеточный центр и базальные тельца.
В митохондриях и пластидах имеется кольцевидная молекула ДНК, сходная по строению с хромосомой прокариот. Самовоспроизведение этих структур основано на редупликации ДНК и выражается в делении надвое.
Центриоли способны к самовоспроизведению по принципу самосборки. Самосборка — образование при помощи ферментов структур, подобных существующим.

Вопрос 4.
В цитоплазме клеток находятся непостоянные компоненты – включения, которые могут быть трофические, секреторные и специальные. Трофические или запасающие клеткой вещества, которые необходимы для питания. Например, капли жира, белковые гранулы, гликоген (который накапливается в клетках печени). Секреторные – это как правило различные секреты. Например, секреты молочных, потовых и жировых желез. Специальные – это пигменты. Например, гемоглобин в эритроцитах, липофусцин (пигмент старения), меланин в меланоцитах кожи.

Клетка — единица всех живых организмов, способна к саморегуляции, самовоспроизведению и самообновлению
Все клетки сходны по строению и химическому составу
Каждая клетка образуется путём деления предшествующей клетки
Сходство клеточного строения всех организмов указывает на единство их происхождения
В многоклеточном организме клетки дифференцированы — различаются по выполняемым ими функциям

Следующая информация относится исключительно к эукариотической клетке. О прокариотах мы говорим в соответствующей статье.

Какие бывают органоиды эукариотической клетки?

Каждая эукариотическая клетка имеет органоиды. Их делят на 3 типа:

— Двумембранные: ядро, митохондрии, пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты)

— Одномембранные: аппарат (комплекс) Гольджи, эндоплазматическая сеть, вакуоли, лизосомы и пероксисомы

— Немембранные: клеточный центр (центриоли), цитоскелет и рибосомы

Ядро клетки контролирует клеточный цикл (деление) и обмен веществ, проще говоря — жизнедеятельность.

Митохондрии

Пластиды

Пластиды бывают трёх видов:

— в лейкопластах хранятся питательные вещества (крахмал)

Эндоплазматическая сеть

Комплекс Гольджи

Лизосомы

Вакуоли

Рибосомы

Немного о том, что такое 70S и 80S…

S — коэффициент седиментации. Чем больше S, тем больше плотность и масса изучаемого объекта. Этот коэффициент можно определить методом центрифугирования: раствор с объектами помещается в центрифугу. Изучаемые объекты под действием центробежной силы распределяются по раствору в зависимости от плотности и массы. Так, более легкие (рибосомы, например) объекты останутся на поверхности, в то время как тяжелые (ядро, митохондрии) будут у самого дна.

Клеточный центр

Цитоскелет

Плазматическая мембрана

Также к бифосфолипидный слой встроен холестерин для поддержания формы и упругости.

Клеточная стенка

Поздравляю с успешным освоением новой темы!

Статьи — круто, но для сотки этого недостаточно. Жми сюда, чтобы получить расписание и подробности самого эффективного курса подготовки к ЕГЭ по биологии.

Получить тест в ЛС→

Примерное время выполнения: 30 минут.

Рис. 1. Морфология одной и той же хромосомы в метафазе митоза (А) и в профазе мейоза (Б): 1 — хроматида; 2 — центромера; 3 — хромомеры; 4 — теломеры (крупные хромомеры на концах хромосомы). Рис. 2. А — структура хромосом типа ламповых щёток (из женских половых клеток тритона) в профазе мейоза: гх — гомологичные хромосомы, ещё сохраняющие в отдельных местах конъюгацию (к); хр — хромомеры; бп — боковые петли хромомер (где происходит синтез РНК), Б — неактивная (а) и функционирующая (б) хромомеры. Последняя образует боковые петли (бп); мхр — межхромомерные участки хромосомы.

Читайте также: