Цитоплазма і цитоскелет. Включення.

Цитоплазма складає основну масу клітини – це весь її внутрішній вміст, за винятком ядра. Містить 75-85 % води, 15-25 % білків і багато інших речовин, але в менших кількостях.

У сучасній цитології у складі цитоплазми виділяють:

§ цитозоль;

§ цитоскелет.

Циклоз. Цитоплазма перебуває в постійному русі, чим забезпечується транспорт речовин до різних ділянок клітини. Рух цитоплазми забезпечує структурну організацію живої клітини, її енергетичний обмін, веде до збалансованого розповсюдження попередників біосинтезу, продуктів біогенезу, впливає на мембранні потоки. Рух цитоплазми відбувається шляхом коливання, струменевого спрямування, колового руху, фонтануючого руху та ін.

Цитозоль – це безструктурний цитоплазматичний матрикс або рідка частина цитоплазми, яка знаходиться навколо клітинних компартментів, утворених внутрішніми мембранами.

На долю цитозолю припадає близько 55 % загального об’єму клітини. У ньому в розчиненому стані знаходяться всі мономери, які необхідні для синтезу біополімерів. Біля 20 % маси цитозолю припадає на білки. Крім того, тут є нуклеїнові кислоти, моносахариди та інші необхідні клітині речовини. Цитозоль зберігає запаси жиру у вигляді крапель діаметром 0,2–5 мкм. У спеціалізованих жирових клітинах адипоцитах діаметр крапель може досягати до 80 мкм. Цитозоль містить гранули крохмалю, вкриті спеціальними ферментами, які можуть його синтезувати і розщеплювати.

Цитозоль – це один з компартментів, у якому відбуваються процеси біологічного синтезу. Тут на вільних рибосомах синтезуються білки, необхідні для забезпечення життєдіяльності клітини. Білок, синтезований на вільних рибосомах, використовується, головним чином, для внутрішніх потреб клітини. Швидкість біосинтезу у цитозолі досягає 20 амінокислотних залишків у секунду. Завдяки цьому тривалість синтезу одного поліпептидного ланцюга становить від 20 до 60 сек. Процеси біосинтезу білка у цитозолі настільки інтенсивні, що дуже часто одну мРНК використовує як матрицю не одна, а багато рибосом. Крім синтезу, у цитозолі відбувається також дозрівання білка.

Дослідження останніх років встановили, що цитозоль пронизаний складною сіткою різних трубочок, які утворюють внутрішній скелет клітин.

Цитоскелет – це система внутрішньоклітинних трубочок, яка відіграє важливу роль у підтримці форми клітини, у фіксації мембранних білків, у поділі клітини, при транспортуванні речовин, особливо везикул.

Особливості будови і функціонування цитоскелету відомі мало, адже його дуже важко виділити у непошкодженому стані. Встановлено, що компоненти цитоскелету не мають мембран. До їх хімічного складу не входять фосфоліпіди. З’ясовано, що велику роль у побудові цитоскелету відіграють скоротливі білки актин і міозин (вони також є основними компонентами м’язів у тварин). Інший білок цитоскелету – кератин – є складовою частиною волосся і шерсті. До складу цитоскелету входить також білок тубулін. Всі ці білки відносяться до класу фібрилярних.

Залежно від розмірів, у будові цитоскелету розрізняють два основні типи трубочок:

¾ філаменти – білкові нитки різного діаметра і складу;

¾ мікротрубочки – білкові нитки з фіксованим діаметром, зібрані у пучки зі сталою кількістю.

Філаменти розрізняються як за хімічним складом, так і за розмірами. Їх поділяють на три групи:

тонкі філаменти – складаються з актину, діаметр близько 5 нм. Такий розмір знаходиться на межі розрізняючої здатності електронного мікроскопа;

товсті філаменти – складаються з міозину, діаметр – 15 нм;

змішані філаменти – мають різний хімічний склад. Наприклад, цитокератин епітеліальних клітин, нейрофіламенти нервових клітин.

Мікротрубочки мають діаметр 15 нм і складаються з 13 ниток тубуліну. Такі волокна дуже швидко самоорганізуються. Мікротрубочки відіграють велику роль у русі клітинних компонентів. Вони формують веретено поділу.

Функції цитоскелету.

1. Підтримка об'єму і форми клітин. Основну роль у цьому відіграє фібрилярна сітка, що вкриває зсередини мембрану (кортекс). Ця сітка спеціальним білком (онкерін) прикріплена до цитолеми. До цієї сітки приєднані нитки мікрофіламентів і мікротрубочок, що значною мірою стабілізує форму клітини.

2. Зміна форми клітин. Система білкових фібрил здатна до скорочення або розтягування. За рахунок цього може відбуватися зміна форми клітин (наприклад, формування псевдоподій у лейкоцитах).

3. Пересування органел і транспортних везикул. Фібрили цитоскелета прикріплені до клітинних органел. Це стабілізує їхнє положення в цитоплазмі. З іншого боку, зміна довжини фібрил призводить до переміщення клітинних структур.

4. Утворення мультиферментних компонентів. У місцях переплетення кількох фібрил цитоскелета створюються сприятливі умови для розміщення комплексу ферментативних білків. Це забезпечує структурну єдність ферментів та певний метаболічний процес.

5. Завдяки наявності щільної сітки мікрофібрил цитозоль набуває певної структури, що сприяє координованому розміщенню комплексів ферментів. Цим досягається інтеграція всієї цитоплазми - об'єднання в єдине ціле.

6. Утворення веретена поділу під час мітозу. Веретено поділу утворене сіткою мікротрубочок, що "збираються" за участі центріоль і чітко впорядковано розташовуються в цитозолі.

7. Утворення ворсинок і джгутиків у найпростіших.

8. Утворення міжклітинних контактів (десмосом). Десмосоми – структури цитоплазматичних мембран, що належать одночасно двом сусіднім клітинам. Зв'язування клітин відбувається завдяки мікрофіламентам, що проникають через десмосому з однієї клітини в іншу.

9. Забезпечення скорочувальної функції м'язових волокон. Актинові філаменти є однією з головних частин скорочувального актиноміозинового комплексу.

Включення – це непостійні структури клітини, які з’являються в ній і зникають в процесі метаболізму. Розрізняють трофічні, секреторні, екскреторних та пігментні включення.

Група трофічних включень об’єднує вуглеводні, ліпідні і білкові включення. Найбільш поширеним представником вуглеводних включень є глікоген – полімер глюкози. В електронному мікроскопі глікоген виявляється як осміофільні гранули, які в клітинах, де глікогену багато (гепатоцитах), зливаються у великі конгломерати – грудочки. Ліпідними включеннями найбільш багаті клітини жирової тканини – ліпоцити, резервують запаси жиру для потреб всього організму. Білкові включення, наприклад, вітелін в яйцеклітинах, накопичується в цитоплазмі у вигляді гранул.

Секреторні включення синтезуються в клітинах і виділяються (секретуються) в просвіти протоків (клітини екзокринних залоз), в міжклітинне середовище (гормони, нейромедіатори, фактори росту та інші), кров, лімфу, міжклітинні простору (гормони).

Екскреторні включення – це, як правило, продукти метаболізму клітини, від яких вона повинна звільнитися. До екскреторних включень відносяться також сторонні включення, які випадково, або навмисно (при фагоцитозі бактерій, наприклад,) потрапили в клітину субстрати. Такі включення клітина лізує за допомогою своєї лізосомальної системи, а залишені частинки виводить (екскретують) у зовнішнє середовище.

Пігментні включення характерні для пігментоцитів. Пігментоцити наявні в дермі шкіри, захищають організм від глибокого проникнення небезпечного для нього ультрафіолетового випромінювання. В процесі старіння дуже багато соматичні клітини накопичують пігмент ліпофусцин, за наявністю якого можна судити про вік клітини. В еритроцитах і симпластах скелетних м’язових волокон присутні відповідно гемоглобін або міоглобін – пігменти-переносники кисню і вуглекислоти.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Клітинні мембрани: хімічний склад, будова і функції. Транспорт речовин крізь мембрани.	\|	Рибосоми: хімічний склад, будова і функції. Клітинний центр.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.