Что такое органоид? строение и функции органоидов. органоиды растительной клетки. органоиды животной клетки

Растительные органеллы

Итак, рассмотрим, какие же органоиды имеются в растениях и какие именно функции они выполняют.

Ядро и цитоплазма

Ядро (ядерный аппарат) один из самых важных органоидов. Оно отвечает за передачу наследственной информации ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту). Ядро органелла округлой формы. У него есть подобие скелета ядерный матрикс. Именно матрикс отвечает за морфологию ядра, его форму и размеры. Внутри ядра содержится ядерный сок, или кариоплазма. Она представляет собой достаточно вязкую, густую жидкость, в которой находятся маленькое ядрышко, формирующее белки и ДНК, а также хроматин, который реализует накопленный генетический материал.

Сам ядерный аппарат вместе с другими органоидами находится в цитоплазме жидкой среде. Цитоплазма состоит из белков, углеводов, нуклеиновых кислот и прочих веществ, являющихся результатами производства других органоидов. Главная функция цитоплазмы передача веществ между органоидами для поддержания жизни. Так как цитоплазма это жидкость, то внутри клетки происходит незначительное движение органелл.

Мембранная оболочка

Мембранная оболочка, или плазмалемма, выполняет защитную функцию, оберегая органеллы от каких-либо повреждений. Мембранная оболочка представляет собой плёнку. Она не сплошная оболочка имеет поры, через которые одни вещества входят в цитоплазму, а другие выходят. Складки и выросты мембраны обеспечивают прочное соединение клеток между собой. Защищена оболочка клеточной стенкой, это наружный скелет, придающий клетке особую форму.

Вакуоли

Вакуоли это специальные резервуары для хранения клеточного сока. Он содержит в себе питательные вещества и продукты жизнедеятельности. Вакуоли накапливают его в процессе всей жизни клетки, подобные запасы необходимы в случае повреждений (редко) или же нехватки питательных веществ.

Аппарат, лизосомы и митохондрии

Аппарат, или комплекс Гольджи, это органелла, предназначенная для выведения побочных, ненужных веществ за пределы мембранной оболочки.
Лизосома органоид, окружённый специальной защитной мембраной. Внутри лизосомы всегда поддерживается кислотная среда. В её функции входит внутриклеточное переваривание макромолекул, превращение их в полезные вещества.
Митохондрии своеобразные энергостанции, имеют сферическую или эллипсоидную форму. Они обеспечивают клетку энергией. Процесс, происходящий в митохондриях, иногда называют внутриклеточным дыханием. Эти органеллы, окисляя органические соединения, образуют АТФ (аденозинтрифосфат) универсальный источник энергии для органоидов.

Хлоропласты, лейкопласты и хромопласты

Пластиды двумембранные органоиды клетки, делящиеся на три вида хлоропласты, лейкопласты и хромопласты:

Хлоропласты придают растениям зелёный цвет, они имеют округлую форму и содержат особое вещество пигмент хлорофилл, участвующий в процессе фотосинтеза.
Лейкопласты органеллы прозрачного цвета, отвечающие за переработку глюкозы в крахмал.
Хромопластами называют пластиды красного, оранжевого или жёлтого цвета. Они могут развиваться из хлоропластов, когда те теряют хлорофилл и крахмал. Мы можем наблюдать этот процесс, когда желтеют листья или созревают плоды. Хромопласты могут превратиться обратно в хлоропласты при определённых условиях.

Эндоплазматическая сеть

Эндоплазматическая сеть состоит из рибосом и полирибосом. Рибосомы синтезируются в ядрышке, они выполняют функцию биосинтеза белка. Рибосомные комплексы состоят из двух частей большой и малой. Количество рибосом в пространстве цитоплазмы преобладающее.

Полирибосома это множество рибосом, транслирующих одну большую молекулу вещества.

Классификация органоидов

Органоиды отличаются у животных и растений. Бывают простыми или сложными. К первым относятся элементы без мембраны, ко вторым – с мембранами.

Растительные и животные

У животных и растений клеточный состав отличается. Разница в структуре описана в таблице.

Внутриклеточные образования у растений	Внутриклеточные образования у животных
Клеточная стенка	Гликокаликс
Центриоли в водорослях	Центриоли
Запасы крахмала для дополнительного источника энергии	Запасы гликогена для дополнительного источника энергии
Пластиды – органоиды, способные к фотосинтезу и восстановлению ионов	Дополнительные органоиды, которые повышают функциональность
Целлюлоза, содержащаяся в оболочке	Развитая система ДНК и РНК, которая передает информацию от поколения к поколению
Вакуоли

Клетки растительного и животного ряда отличаются по способности к размножению. У первых при делении образуется перетяжка, у вторых – перегородка.

Мембранные и немембранные

Внутри клеток содержатся органоиды, у которых присутствует или отсутствует мембрана.

Органы без оболочки:

рибосомы;
цитоскелет.

Одномембранные и двухмембранные

Классификация по количеству мембран в органоиде:

одна (ЭПС, аппарат Гольджи, плазматическая мембрана, лизосомы);
две (ядро, пластиды, митохондрии).

Мембранные структуры имеют общие свойства. Их оболочка представлена гликопротеинами, которые соединяются между собой. Образуется замкнутая полость с отсеками. Через ячейки питательные вещества, микроэлементы и минералы проходят внутрь и наружу.

Двумембранные элементы выполняют двойную защиту. Внутреннее строение органеллы полностью сохраняется.

Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа ее целостности

Органоиды — относительно обособленные компоненты, обладающие специфическими функциями и особенностями строения. Основная часть генетического материала эукариотической клетки сосредоточена в ядре. Центральный органоид в одиночку не в состоянии обеспечить реализацию наследственной информации. Принимают участие цитоплазма и рибосомы. Они расположены в основном на шероховатой эндоплазматической сети.

Синтезированные белки транспортируются в комплекс Гольджи, после преобразований — в те части клетки, где они нужны. Благодаря лизосомам клетки не превращаются в «свалки отходов».

Митохондрии вырабатывают энергию, необходимую для осуществления процессов в клетке. Хлоропласты у растений служат для получения исходного материала, участвующего в энергетических превращениях.

Условно все органоиды клетки делят на три группы по характеру выполняемых функций. Митохондрии и хлоропласты осуществляют превращения энергии. Рибосомы, их скопления осуществляют синтез белков. Другие образования принимают участие в синтезе и обмене веществ.

Несмотря на существующие различия, все части клетки тесно взаимодействуют. Органоиды взаимосвязаны не только в пространстве, но и химически. Связывает все части клетки цитоплазма, в ней же происходят многочисленные реакции. В результате формируется единая структурная и функциональная система.

Строение растительной клетки

Рис.1 Растительная клетка

Отличие клеточного строения растений от животных — наличие стенки, состоящей из целлюлозы, пектина, лигнина.

Под прочной оболочкой находится плазматическая мембрана, имеющей типичное строение. Есть поры, через которые осуществляется связь между соседними клетками посредством плазмодесм, цитоплазматических мостиков. Нет центриолей, характерных для животных.

Важное отличие растительных организмов — наличие пластид. Крупные хлоропласты придают частям растений зеленый цвет

Фотосинтез в зеленых пластидах — процесс автотрофного питания. Растения создают органическое вещество из воды и углекислого газа при участии солнечного света.

Оранжевая и желтая окраска обусловлена присутствием других типов пластид, красная и синяя — возникает благодаря антоцианам. Лейкопласты и хромопласты специализируются на хранении веществ.

Крупная центральная вакуоль в растительной клетке заполнена клеточным соком. Органоиду принадлежит ведущая роль в поддержании тургора, хранении полезных веществ и разрушении старых белков, отживших свое органоидов.

Строение животной клетки

Это типичные эукариотические клетки. Под плазматической мембраной находятся цитоплазма и органоиды. Клеточной стенки нет. ДНК локализована в ядре и митохондриях.

Рис.2 Животная клетка

Вакуоли в клетках животных выполняют пищеварительные и сократительные функции. Центриоли состоят из пучков микротрубочек, принимающих участие в процессе деления. В качестве органелл движения могут присутствовать реснички и жгутики. Они важны для перемещения одноклеточных животных. В организме многоклеточных создают движение жидкостей или молекул твердых веществ вдоль неподвижных клеток.

Клетка — мельчайшая единица строения многоклеточных организмов. У одноклеточных это и есть тело. Любая клетка представляет собой сложную биохимическую систему. Части или органоиды действуют как единое целое, обеспечивают жизнедеятельность, а при размножении — передачу наследственных признаков.

Смотри также:

Химический состав клетки. Макро- и микроэлементы. Взаимосвязь строения и функций неорганических и органических веществ, входящих в состав клетки. Роль химических веществ в клетке и организме человека
Обмен веществ и превращения энергии – свойства живых организмов. Энергетический обмен и пластический обмен, их взаимосвязь. Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание.
Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих бактерий на Земле

Процесс воспроизводства

На протяжении всей жизни организма происходит митоз – так называют процесс деления, состоящий из четырёх стадий:

Профаза. Две центриоли клетки делятся и направляются в противоположные стороны. Одновременно с этим хромосомы образуют пары, а оболочка ядра начинает разрушаться.
Вторая стадия получила название метафазы. Хромосомы располагаются между центриолями, постепенно внешняя оболочка ядра полностью исчезает.
Анафаза является третьей стадией, на протяжении которой продолжается движение центриолей в противоположном друг от друга направлении, а отдельные хромосомы также следуют за центриолями и отодвигаются друг от друга. Начинает сжиматься цитоплазма и вся клетка.
Телофаза – окончательная стадия. Цитоплазма сжимается до тех пор, пока не появятся две одинаковые новые клетки. Формируется новая мембрана вокруг хромосом и появляется одна пара центриолей у каждой новой клетки.

Интересно! Клетки у эпителия делятся быстрее, чем у костной ткани. Все зависит от плотности тканей и других характеристик. Средняя продолжительность жизни основных структурных единиц составляет 10 дней.

Строение клетки

https://youtube.com/watch?v=PcM3WwpayuE

Строение клетки. Строение и функции клетки. Жизнь клетки.

Эндосимбионты

Ультраструктура хлоропласта

наружная мембрана
межмембранное пространство
внутренняя мембрана (1+2+3: оболочка)
строма (жидкость)
тилакоид с просветом (люменом) внутри
мембрана тилакоида
грана (стопка тилакоидов)
тилакоид (ламела)
зерно крахмала
рибосома
пластидная ДНК
пластоглобула (капля жира)

Согласно симбиотической теории предполагается, что митохондрии, хлоропласты и реснички возникли в результате симбиоза свободноживущих бактерий и прокариот-хозяев. Уточняется, что функция клеточного дыхания у митохондрий и процесс фотосинтеза у хлоропластов появились задолго до формирования полноценных эукариотических организмов.

Митохондрии

Митохондрии, реже хондриосомы, представляют собой так называемые «энергетические станции клетки», функция которых заключается в окислении органических соединений и последующем синтезе АТФ с использованием энергии окисленных соединений (см. клеточное дыхание). Несмотря на большое разнообразие возможных размеров и форм, митохондрии имеют постоянную сложную двумембранную структуру. От цитоплазмы они отделены наружной мембраной, а внутренняя, имеющая многочисленные складки — кристы, содержит матрикс с митохондриальной ДНК, РНК, митохондриальными рибосомами и различными включениями.

Пластиды

Пластиды — двумембранные органеллы, встречающиеся в клетках эукариот-фототрофов. Как и у митохондрий, в матриксе пластид содержится собственные ДНК, РНК и белоксинтезирующий аппарат. Пластиды делятся на хлоропласты, лейкопласты, и хромопласты. Наиболее значимым является хлоропласт — двумембранный органоид, содержащий пигмент хлорофилл, способствующий фотосинтезу. Внешняя мембрана отделяет пластид от цитоплазмы, а внутренняя окружает строму (аналог матрикса у митохондрий). Внутренняя мембрана может образовывать плоские вытянутые несвязанные между собой ламеллы, или упорядоченные в стопки (граны) тилакоиды.

Эукариотические органеллы

Эукариотические клетки представляют собой клетки с ядром. Ядро — важная органелла, окруженная двойной мембраной, называемая ядерной оболочкой, отделяющая содержимое ядра от остальной части клетки. Эукариотические клетки также содержат клеточную мембрану (плазматическая мембрана), цитоплазму, цитоскелет и различные клеточные органеллы. Примерами эукариотических организмов являются животные, растения, грибы и протисты. Клетки животных и растений содержат много одинаковых или отличающихся органелл. Есть также некоторые органеллы, обнаруженные в растительных клетках, но не встречающиеся в клетках животных и наоборот. Примеры основных органелл, содержащихся в клетках растений и животных включают:

Ядро — связанная с мембраной структура, которая содержит наследственную (ДНК) информацию, а также контролирует рост и размножение клетки. Это обычно самая важная органелла в клетке.
Митохондрии, как производители энергии, преобразуют энергию в формы, которые может использовать клетка. Они также участвуют в других процессах, таких как клеточное дыхание, деление, рост и гибель клеток.
Эндоплазматический ретикулум — обширная сеть трубочек и карманов, синтезирующая мембраны, секреторные белки, углеводы, липиды и гормоны.
Аппарат (комплекс) Гольджи — структура, которая отвечает за производство, хранение и доставку определенных клеточных веществ, особенно из эндоплазматического ретикулума.
Рибосомы — органеллы, состоящие из РНК и белков и отвечают за биосинтез белка. Рибосомы расположены в цитозоле или связаны с эндоплазматическим ретикулумом.
Лизосомы — эти мембранные мешочки ферментов перерабатывают органический материал клетки путем переваривания клеточных макромолекул, таких как нуклеиновые кислоты, полисахариды, жиры и белки.
Пероксисомы, как и лизосомы связаны мембраной и содержат ферменты. Они способствуют детоксикации спирта, образует желчную кислоту и разрушает жиры.
Вакуоль — заполненные жидкостью замкнутые структуры, чаще всего встречаются в растительных клетках и грибах. Они отвечают за широкий спектр важных функций, включая хранение питательных веществ, детоксикацию и вывод отходов.
Хлоропласты — пластиды, содержащиеся в клетках растений, но отсутствующие в животных клетках. Хлоропласты поглощают энергию солнечного света для процесса фотосинтеза.
Клеточная стенка — жесткая внешняя стенка расположенная рядом с плазматической мембраной в большинстве растительных клеток, обеспечивающая поддержку и защиту клетки.
Центриоли — цилиндрические структуры встречаются в клетках животных и помогают организовать сборку микротрубочек во время деления клеток.
Реснички и жгутики — волосковидные образования с наружной стороны некоторых клеток, которые осуществляют клеточною локомоцию. Они состоят из специализированных групп микротрубочек, называемых базальными телами.

Митохондрии

Строение митохондрии: 1 — наружная мембрана;2 — внутренняя мембрана; 3 — матрикс; 4 — криста; 5 — мультиферментная система; 6 — кольцевая ДНК.

Форма, размеры и количество митохондрий чрезвычайно варьируют. По форме митохондрии могут быть палочковидными, округлыми, спиральными, чашевидными, разветвленными. Длина митохондрий колеблется в пределах от 1,5 до 10 мкм, диаметр — от 0,25 до 1,00 мкм. Количество митохондрий в клетке может достигать нескольких тысяч и зависит от метаболической активности клетки.

Митохондрия ограничена двумя мембранами. Наружная мембрана митохондрий (1) гладкая, внутренняя (2) образует многочисленные складки — кристы (4). Кристы увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны, на которой размещаются мультиферментные системы (5), участвующие в процессах синтеза молекул АТФ. Внутреннее пространство митохондрий заполнено матриксом (3). В матриксе содержатся кольцевая ДНК (6), специфические иРНК, рибосомы прокариотического типа (70S-типа), ферменты цикла Кребса.

Митохондриальная ДНК не связана с белками («голая»), прикреплена к внутренней мембране митохондрии и несет информацию о строении примерно 30 белков. Для построения митохондрии требуется гораздо больше белков, поэтому информация о большинстве митохондриальных белков содержится в ядерной ДНК, и эти белки синтезируются в цитоплазме клетки. Митохондрии способны автономно размножаться путем деления надвое. Между наружной и внутренней мембранами находится протонный резервуар, где происходит накопление Н+.

Функции митохондрий: 1) синтез АТФ, 2) кислородное расщепление органических веществ.

Согласно одной из гипотез (теория симбиогенеза) митохондрии произошли от древних свободноживущих аэробных прокариотических организмов, которые, случайно проникнув в клетку-хозяина, затем образовали с ней взаимовыгодный симбиотический комплекс. В пользу этой гипотезы свидетельствуют следующие данные. Во-первых, митохондриальная ДНК имеет такие же особенности строения как и ДНК современных бактерий (замкнута в кольцо, не связана с белками). Во-вторых, митохондриальные рибосомы и рибосомы бактерий относятся к одному типу — 70S-типу. В-третьих, механизм деления митохондрий сходен с таковым бактерий. В-четвертых, синтез митохондриальных и бактериальных белков подавляется одинаковыми антибиотиками.

Эндомембранная система

Все мембраны органелл, включая плазмалемму — внешнюю оболочку клетки, являются тонкими липопротеидными пленками, состоящими из двух слоев липидных молекул. На поверхности и в толще пленки находятся различные белки. Примерное соотношение органических веществ: 25—60 % липидов, 40—75 % белков, 2—10 % углеводов в зависимости от особенностей мембраны. К функциям мембран относят: поддержание целостности органеллы или клетки, транспорт веществ, рецепция внешних сигналов, формирование межклеточных контактов.

Ядерный аппарат

Ядерный аппарат — область клетки, содержащая специализированные компоненты, способствующие хранению и реализации генетического материала. Ядро эукариот состоит из двумембранной ядерной оболочки, хроматина, ядрышка, матрикса и кариоплазмы. В некоторых местах ядерной оболочки мембраны смыкаются, образуя ядерные поры — участки оболочки, содержащие сложные комплексы белковых молекул, осуществляющих транспорт веществ. У прокариот имеется аналог клеточного ядра — нуклеоид, или нуклеоплазма. Зона нуклеоида, в отличие от клеточного ядра, не отделена от цитоплазмы оболочкой и содержит рибосомы, различные граны и мембраны.

Эндоплазматический ретикулум

Эндоплазматический ретикулум (ЭПР) — внутриклеточная неоднородная мембранная структура, состоящая из стопок и канальцев, являющаяся совокупностью изолированных резервуаров, в которых параллельно происходят различные синтетические процессы. ЭПР делится на два типа: гранулярный, или шероховатый, и гладкий. На поверхности шероховатового ЭПР находится большое количество гранул — рибосом или полисом, участвующих в синтезе белка. Гладкий ЭПР образуется из шероховатого и участвует в синтезе триглицеридов и липидов.

Рибосома — немембранная органелла, специализированная на биосинтезе белка. В клетке представлена огромным количеством органелл, что обуславливает преобладание рибосомной РНК. Рибосома состоит из ряда специфических белков и нескольких рРНК. Работающий рибосомный комплекс состоит из двух так называемых субъединиц — малой и большой. Местом синтеза рибосом служит ядрышко.

Аппарат Гольджи

Аппарат, или комплекс, Гольджи — органелла, представленная мембранными структурами, локализованными в одном месте. Скопление мембран называются диктиосомой, в которой в виде цистерн упорядочены мембранные мешки. На периферии аппарата встречаются мелкие вакуоли (везикулы), которые образуются в результате отделения от краёв цистерн. Комплекс Гольджи участвует в накоплении, сортировке и выведении веществ, синтезированных в ЭПР. Вместе с гладким ЭПР аппарат Гольджи участвует в формировании лизосом.

Лизосомы — мембранные внутриклеточные частицы, везикулы аппарата Гольджи, участвующие в расщеплении экзогенных и эндогенных биологических макромолекул. Лизосомы содержат внутри большое количество различных гидролитических ферментов, а от переваривания самих себя они, вероятнее всего, защищены внутренними олигосахаридными участками. Для поддержания работы ферментов внутри поддерживается pH 5 уровень с помощью протонной помпы, функционирующей за счет АТФ.

Литература

Фуралев В.А. Цитология: Структура и функции клеточных органелл. / Учебное пособие. — М.: ОЛ ВЗМШ, 1998. — С. 96.
Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию. — 4-е изд. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. — С. 495. — ISBN 5-94628-105-4.
Сапин М. Р., Сивоглазов В. И. Анатомия и физиология человека (с возрастными особенностями детского организма): Учеб. пособие для студ. сред. пед. учеб. заведений.. — 3-е изд., стереотип.. — М.: Издательский центр «Академия», 2002. — С. 448. — ISBN 5-7695-0904-X.
Маргелис Л. Роль симбиоза в эволюции клетки = Symbiosis in Cell Evolution / пер. с англ. В. Б. Касинов, Е. В. Кунин, под ред. Б. М. Медникова. — М.: Мир, 1983. — С. 352. — ISBN УДК 576.
де Дюв К. Путешествие в мир живой клетки = A Guided Tour of the Living Cell / пер. с англ. Н. И. Ковальская, И. В. Санина. — М.: Мир, 1987. — С. 256. — ISBN УДК 577.2.
Фрей-Висслинг А. Сравнительная органеллография цитоплазмы = Comparative Organellography of the Cytoplasm / Пер. с англ. Н. Л. Клячко; Под ред. и с предисл. д.б.н. П. А. Генкеля. — М.: Мир, 1976. — 144 с.

Органоиды движения

Присутствуют не во всех клетках. К органоидам движения относятся реснички (инфузории, эпителий дыхательных путей), жгутики (жгутиконосцы, сперматозоиды), ложноножки (корненожки, лейкоциты), миофибриллы (мышечные клетки) и др.

Жгутики и реснички — органоиды нитевидной формы, представляют собой аксонему, ограниченную мембраной. Аксонема — цилиндрическая структура; стенка цилиндра образована девятью парами микротрубочек, в его центре находятся две одиночные микротрубочки. В основании аксонемы находятся базальные тельца, представленные двумя взаимно перпендикулярными центриолями (каждое базальное тельце состоит из девяти триплетов микротрубочек, в его центре микротрубочек нет). Длина жгутика достигает 150 мкм, реснички в несколько раз короче.

Миофибриллы состоят из актиновых и миозиновых миофиламентов, обеспечивающих сокращение мышечных клеток.

Перейти к лекции №6 «Эукариотическая клетка: цитоплазма, клеточная оболочка, строение и функции клеточных мембран»
Перейти к лекции №8 «Ядро. Хромосомы»
Смотреть оглавление (лекции №1-25)

Органоиды животной клетки

Некоторые из органелл полностью совпадают с органоидами растительной, а некоторых растительных вообще нет в животных. Ниже приведена таблица сравнения особенностей строения.

Название органоида клетки	В растительной	В животной
Ядро и все его составляющие	Имеется, отличий нет	Имеется, отличий нет
Мембранная оболочка	Имеется, защищена клеточной стенкой снаружи	Имеется, клеточная стенка отсутствует
Цитоплазма	Имеется, отличий нет	Имеется, отличий нет
Вакуоли, пластиды	Имеются	Не имеются
Аппарат Гольджи, лизосомы и митохондрии	Имеются, отличий нет	Имеются, отличий нет
Пиноцитозный пузырёк	Не имеется	Имеется
Центриоли	Не имеются	Имеются

Разберёмся с последними двумя:

Центриоли не до конца изученная органелла. Её функции до сих пор остаются загадкой, предполагается, что они определяют полюс животной клетки при её делении (размножении).
Пиноцитозный пузырёк временная органелла, образующаяся во время пиноцитоза, процесса захвата капельки жидкости клеточной поверхностью. Сначала образуется пиноцитозный канал, от которого отходят пиноцитозные пузырьки. Пиноцитозный пузырёк предназначен для транспортировки полученного извне вещества, он движется, гуляет по цитоплазме до последующей переработки.

Можно сказать, что строение животной и растительной клеток различно потому, что растения и животные имеют различные формы жизни. Так, органоиды растительной клетки лучше защищены, потому что растения недвижимы они не могут убежать от опасности. Пластиды имеются в растительной клетке, обеспечивая растению ещё один вид питания фотосинтез. Животным же в силу их особенностей питание посредством переработки солнечного света совершенно ни к чему. А потому и ни одного из трёх видов пластидов в животной клетке быть не может.

Цитоскелет клетки

Клеточный цитоскелет образуется микротрубочками и микрофиламентами. Микротрубочки представляют собой цилиндрические образования диаметром 24 нм. Их длина составляет 100 мкм-1 мм. Основной компонент — белок под названием тубулин. Он неспособен к сокращению и может разрушаться под действием колхицина. Микротрубочки располагаются в гиалоплазме и выполняют следующие функции:

создают эластичный, но в то же время прочный каркас клетки, который позволяет ей сохранять форму;
принимают участие в процессе распределения хромосом клетки;
обеспечивают перемещение органелл;
содержатся в клеточном центре, а также в жгутиках и ресничках.

Микрофиламенты — нити, которые размещаются под плазматической мембраной и состоят из белка актина или миозина. Они могут сокращаться, в результате чего идет перемещение цитоплазмы или выпячивание клеточной мембраны. Кроме того, данные компоненты принимают участие в образовании перетяжки при делении клетки.

Цитоскелет

Цитоскелет — опорно-двигательная система клетки, состоящая из трёх групп элементов: микрофиламентов — самых тонких из всех групп нитей, более толстых микротрубочек, средних по размеру промежуточных филаментов. Все эти компоненты участвуют во внутренних процессах перемещения клеточных компонентов и движении самой клетки. Пассивно цитоскелет выполняет роль каркаса.

Клеточный центр — центр организации микротрубочек, обеспечивающий их образование и рост. Клеточный центр играет важную роль в образовании цитоскелета и делении клетки. Центросомы, входящие в состав клеточного центра, участвуют в образовании веретена деления и задают полюса клетки. Клеточный центр расположен вблизи ядра и окружен уплотнённым матриксом.

Пластиды

Строение пластид: 1 — наружная мембрана; 2 — внутренняя мембрана; 3 — строма; 4 — тилакоид; 5 — грана; 6 — ламеллы; 7 — зерна крахмала; 8 — липидные капли.

Пластиды характерны только для растительных клеток. Различают три основных типа пластид: лейкопласты — бесцветные пластиды в клетках неокрашенных частей растений, хромопласты — окрашенные пластиды обычно желтого, красного и оранжевого цветов, хлоропласты — зеленые пластиды.

Хлоропласты. В клетках высших растений хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы. Длина хлоропластов колеблется в пределах от 5 до 10 мкм, диаметр — от 2 до 4 мкм. Хлоропласты ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана (1) гладкая, внутренняя (2) имеет сложную складчатую структуру. Наименьшая складка называется тилакоидом (4). Группа тилакоидов, уложенных наподобие стопки монет, называется граной (5). В хлоропласте содержится в среднем 40–60 гран, расположенных в шахматном порядке. Граны связываются друг с другом уплощенными каналами — ламеллами (6). В мембраны тилакоидов встроены фотосинтетические пигменты и ферменты, обеспечивающие синтез АТФ. Главным фотосинтетическим пигментом является хлорофилл, который и обусловливает зеленый цвет хлоропластов.

Внутреннее пространство хлоропластов заполнено стромой (3). В строме имеются кольцевая «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, ферменты цикла Кальвина, зерна крахмала (7). Внутри каждого тилакоида находится протонный резервуар, происходит накопление Н+. Хлоропласты, также как митохондрии, способны к автономному размножению путем деления надвое. Они содержатся в клетках зеленых частей высших растений, особенно много хлоропластов в листьях и зеленых плодах. Хлоропласты низших растений называют хроматофорами.

Функция хлоропластов: фотосинтез. Полагают, что хлоропласты произошли от древних эндосимбиотических цианобактерий (теория симбиогенеза). Основанием для такого предположения является сходство хлоропластов и современных бактерий по ряду признаков (кольцевая, «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, способ размножения).

Лейкопласты. Форма варьирует (шаровидные, округлые, чашевидные и др.). Лейкопласты ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует малочисленные тилакоиды. В строме имеются кольцевая «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, ферменты синтеза и гидролиза запасных питательных веществ. Пигменты отсутствуют. Особенно много лейкопластов имеют клетки подземных органов растения (корни, клубни, корневища и др.). Функция лейкопластов: синтез, накопление и хранение запасных питательных веществ. Амилопласты — лейкопласты, которые синтезируют и накапливают крахмал, элайопласты — масла, протеинопласты — белки. В одном и том же лейкопласте могут накапливаться разные вещества.

Хромопласты. Ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя или также гладкая, или образует единичные тилакоиды. В строме имеются кольцевая ДНК и пигменты — каротиноиды, придающие хромопластам желтую, красную или оранжевую окраску. Форма накопления пигментов различная: в виде кристаллов, растворены в липидных каплях (8) и др. Содержатся в клетках зрелых плодов, лепестков, осенних листьев, редко — корнеплодов. Хромопласты считаются конечной стадией развития пластид.

Функция хромопластов: окрашивание цветов и плодов и тем самым привлечение опылителей и распространителей семян.

Все виды пластид могут образовываться из пропластид. Пропластиды — мелкие органоиды, содержащиеся в меристематических тканях. Поскольку пластиды имеют общее происхождение, между ними возможны взаимопревращения. Лейкопласты могут превращаться в хлоропласты (позеленение клубней картофеля на свету), хлоропласты — в хромопласты (пожелтение листьев и покраснение плодов). Превращение хромопластов в лейкопласты или хлоропласты считается невозможным.

Строение

Все живые существа (люди, животные, растения) крайне сложны по своему строению, но их объединяет одна фундаментальная часть – клетка.

Это самостоятельная биосистема, обладающая главными особенностями и свойствами живого организма, т.е. она может расти, меняться, делиться, перемещаться и приспосабливаться к окружающей среде. Кроме этого, клетки также обладают:

особенным строением,
упорядоченными структурами,
обменом веществ,
набором определенных функций.

Существует целая наука, занимающаяся изучением этих частиц – цитология. Ее задачей является изучение не только одноклеточных организмов, таких как бактерии и вирусы, но и структурных единиц больших и сложных объектов, таких как люди, растения и животные.

Общая организация их крайне похожа – они все обладают ядром, а также определенным набором органелл.

Клетки и их функции разнообразны по своим параметрам. У них разная форма и размеры, у каждой своя работа в организме. Но есть у них и общие черты – химическое строение и организационный принцип структур. Каждая молекула содержит в себе определенные органеллы или органоиды – постоянные структуры или их составные части.

Не все еще изучено, многие вопросы касательно строения и функций этих частиц остаются открытыми и дискуссии о них продолжаются. Например, относятся ли лизосомы и вакуоли к органеллам или нет?

Классификация

Клетки классифицируют в зависимости от типа их компонентов. Как уже было сказано, каждая из них содержит определенные органеллы внутри – функциональные части, и классифицируют структурную единицу в зависимости от этих частей. Выделяют:

Немембранные – внутри нет никаких органоидов, которые были бы окружены пленкой.
Мембранные внутри присутствуют органоиды, которые окружены двумя или более пленками (например, митохондрии).

Мембранные в свою очередь подразделяются на:

одномембранные – органоиды клетки и их внутренние частицы отделены одной биологической пленкой. К ним относятся комплекс Гольджи и пр.,
двумембранные органоиды – у этих частей ядро скрыто за двумя пленками.

Мембрана помогает сохранить органеллу от цитоплазмы и придать ей форму, при этом они могут быть различными по своему составу из-за разного количества протеинов. Кроме них в растительных молекулах встречается и целлюлозная оболочка (стенка), которая расположена с внешней стороны единицы, выполняющая опорную функцию.