Эндоплазматическая сеть (ЭПС) = Эндоплазматический ретикулум (ЭПР)
ЭР представляет собой мембранное образование, напоминающее по внешнему виду лабиринт и пронизывающее примерно половину клеточного пространства. Эндоплазматическая сеть состоит из мембраны, эта сеть оплетает ядро и лежит дальше внутри цитоплазмы, но сеть закрыта и не имеет выходов в сам цитозоль.
Существует два типа эндоплазматической сети: гладкая и шероховатая, также известная как зернистая. На поверхностях EPS синтезируются две вещи: белки и углеводы с испаренными липидами. Белки синтезируются на поверхности грубого ЭПС. Как описано ранее, это делают рибосомы, которых много. А на гладком ЭР есть углеводы и липиды. Чтобы не запутаться, попробуйте придумать ассоциации. Вот что мне помогает: липиды и углеводы – источники энергии в клетке и организме в целом.
Мы употребляем их в пищу, они проходят через множество трубок: пищевод, толстый кишечник и тонкий кишечник. Естественно, эти структуры не совсем гладкие, внутренняя поверхность тонкой кишки выстлана ресничками, а толстая кишка имеет гаустры, но сама ассоциация трубки, источников энергии (углеводов и липидов) и гладкости помогает мне вспомнить. Крупный EPS у меня ассоциируется с наждачной бумагой, на которой задерживаются частички чего-то. Такая бумага, на мой взгляд, усеяна множеством сфер, представляющих собой рибосомы, синтезирующие белки.
Разумеется, клетка, специализирующаяся на синтезе белков, будет иметь преимущественно гранулярный ЭР, а клетка, синтезирующая углеводы и липиды, — хорошо развитую гладкую ЭР.
После синтеза необходимых соединений на мембранах ретикулума вещества должны достичь мест, где они используются клеткой. ЭПС имеет такую лабиринтную структуру не случайно. Это как метро: из мембран = станции метро, соединения = пассажиры садятся в машины = трубы EPS и едут туда, куда идут. Люди находятся в командировках, а липиды, углеводы и белки — для биохимических реакций или для сохранения в качестве ресурса.
Строение и расположение эндоплазматической сети в клетке
Аппарат Гольджи = комплекс Гольджи
Своим открытием и названием аппарат Гольджи обязан итальянскому гистологу Камилло Гольджи. Этот человек первым открыл уникальное окрашивание препаратов нервной ткани, что внесло крупный вклад в развитие гистологии и физиологии XIX и XX веков. Камилло Гольджи получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1906 году.
Аппарат Гольджи представляет собой систему резервуаров, предназначенных для хранения веществ в клетке. Это похоже на большую логистическую систему. В цистернах Гольджи соединения могут модифицироваться, упаковываться в мембранные везикулы и затем транспортироваться в этих везикулах к местам назначения в цитоплазме или отторгаться, то есть удаляться за пределы клетки.
Такую клеточную органеллу вполне логично разместить рядом с ЭР, поскольку в синтезе участвует ретикулум, а в транспорте и упаковке – аппарат Гольджи. Поскольку эндоплазматическая сеть представляет собой закрытую структуру, для доставки соединений в аппарат Гольджи используются мембранные везикулы. Они отделяются от ЭР и сливаются с комплексом Гольджи.
Поскольку липиды поступают в аппарат Гольджи и накапливаются здесь, эта структура также участвует в «восстановлении клеток». Внутри комплекса Гольджи собирается часть мембраны, которая заключена в мембранный пузырь, а затем часть мембраны заменяет поврежденный фрагмент.
Аппарат Гольджи также производит лизосомы — мембранные пузырьки с ферментами. Об этих структурах речь пойдет дальше.
Строение и расположение аппарата Гольджи
Лизосомы
Лизосомы — это не просто мембранные везикулы; они наполнены пищеварительными ферментами, способными расщеплять сложные соединения на более простые, пригодные для клетки.
При описании клеточной мембраны упоминалось, что она пластична и, следовательно, способна к фаго-, палочке и экзоцитозу. Когда твердая частица захватывается клеткой, частица покрывается мембраной, в результате чего образуется фагосома. Если эту частицу ввести в клетку для питания, то фагосома сливается с лизосомой, и ферменты лизосомы расщепляют содержимое пузырька. До слияния фагосомы и лизосомы ферменты внутри лизосомы неактивны, поскольку, если бы они находились в активированном состоянии, они переварили бы мембрану лизосомы.
Как уже говорилось ранее, лизосомы образуются в аппарате Гольджи.
Роль лизосомы в жизни клетки
Клеточные включения
Клеточные включения не являются органеллами; они используются органеллами для процессов жизнедеятельности. Это просто какие-то частицы на периферии клетки, в ее цитоплазме. Часто это зерна гликогена (у животных) и крахмала (у растений), поскольку энергия запасается в виде этих соединений. Клеточными включениями могут быть также белки и капли жира.
Гликоген в клетках печени
Крахмал в клетках картофеля
Жировые капли в клетках авокадо
Функции лизосом в клетке
- Внутриклеточное пищеварение;
- аутофагоцитоз;
- аутолиз
Внутриклеточное переваривание пищевых соединений или чужеродных агентов (бактерий, вирусов и др.), попадающих в клетку в процессе эндоцитоза, осуществляется под влиянием лизосомальных ферментов.
После переваривания захваченного материала продукты распада поступают в цитоплазму, непереваренные частицы остаются внутри органеллы, которую теперь называют остаточным тельцем. В нормальных условиях тела покидают клетку. В нервных клетках, имеющих длительный жизненный цикл, за время существования накапливается множество остаточных телец, содержащих пигмент старения (они также не выводятся из организма при развитии патологии).
Аутофагоцитоз — это разрушение клеточных структур, которые больше не нужны, например, при образовании новых органелл; клетка избавляется от старых путем аутофагоцитоза.
Аутолиз – это саморазрушение клетки, приводящее к ее разрушению. Этот процесс не всегда носит патологический характер, а возникает при нормальных условиях развития особи или при дифференцировке отдельных клеток.
Например: гибель клеток – естественный процесс для нормально функционирующего организма, поэтому это запрограммированная гибель клеток – апоптоз. Роль лизосом в апоптозе довольно велика: гидролитические ферменты переваривают мертвые клетки и очищают организм от тех, которые уже выполнили свою функцию.
Когда головастик превращается во взрослую особь, лизосомы, расположенные в клетках хвостовой части, расщепляют его, в результате чего хвост исчезает, а продукты пищеварения поглощаются остальными клетками тела.
Образование лизосом
Лизосомы образуются в комплексе Гольджи. Ферменты (главным образом белки) лизосом синтезируются на шероховатой эндоплазматической сети, после чего транспортируются к аппарату Гольджи с помощью везикул (мембраносвязанных везикул). Здесь белки модифицируются, приобретают свою функциональную структуру и упаковываются в другие везикулы – прежде всего лизосомы – которые открепляются от аппарата Гольджи.
Кроме того, превращаясь во вторичные лизосомы, они выполняют функцию внутриклеточного пищеварения. В некоторых клетках первичные лизосомы секретируют свои ферменты за пределы цитоплазматической мембраны.
Виды лизосом
Существует два типа лизосом. Первичные лизосомы образуются вблизи аппарата Гольджи и содержат неактивированные ферменты.
Вторичные лизосомы или фагосомы содержат активированные ферменты, которые напрямую взаимодействуют с деградировавшими биополимерами. Как правило, лизосомальные ферменты активируются при изменении рН в кислую сторону.
Лизосомы также делятся на:
- гетеролизосомы – переваривают вещества, захваченные клеткой путем фагоцитоза (твердых частиц) или пиноцитоза (поглощения жидкости);
- аутолизосомы – предназначены для разрушения собственных внутриклеточных структур.
Читайте также: Протисты: характеристика, питание, передвижение, размножение и типы