Что относится к двумембранным органоидам
Двумембранные и одномембранные органоиды: общие особенности и основные функции
Двумембранные и одномембранные органоиды
Общие особенности органоид
Что такое органоиды?
Органоиды — это функциональные части клетки с определенным строением и функциями.
Основа правильного функционирования клетки как элементарной единицы живого организма — наличие органелл. Их отличительная особенность заключается в постоянстве: по мере развития клетки они не исчезают.
Есть несколько типов клеточных органоидов. Классификация органоидов выглядит так:
Для жизни важны первые два типа органоидов растительной клетки, так как именно они поддерживают функционирование клетки и организма в целом.
Двумембранные органоиды клетки — это:
Двумембранные органеллы являются полуавтомномными органоидами. Полуавтономные органоиды — структуры, которые отвечают за поддержание самостоятельности клетки. Это значит, что у этих органоид есть способность делиться. Образование новых митохондрий и пластид происходит в результате деления уже существующих элементов клетки. У этих мембранных органоидов есть собственный геном. Он имеет форму кольца и в отдельных моментах похож на геном бактериальных клеток. Кодирование другой части происходит в ядре. Эта часть поступает из цитоплазмы, чем объясняется невозможность свободного существования митохондрий и пластид вне клетки.
Эти органеллы растительной клетки также обладают собственным аппаратом синтеза белка, то есть рибосомами. Они довольно мелкие, в отличие от тех, что есть в цитоплазме, и имеют сходства с рибосомами прокариот.
Все это дало повод считать, что эти мембранные органоиды клетки (полуавтономные органоиды) ранее были прокариотами. Предполагают, что такие органоиды вступили с древними эукариотическими клетками в симбиотические отношения и поселились внутри них на постоянной основе.
Что касается внешней мембраны двухмембранных органоидов клетки, это мембрана, которая составом схожа с мембраной эукариот. Это подтверждает гипотезу, что внешняя мембрана органойда представляет собой бывшую мембрану пищеварительной вакуоли (фагосомы), в которой оказался прокариотический симбионт. В таком случае внутренняя оболочка — это его собственная мембрана.
Теперь перейдем к одномембранным органоидам клетки. К таким мембранным органеллам относят:
Клеточная система также включает немембранные органоиды клетки. К ним относят:
Основные функции мембранных и немембранных органоидов
Общее свойство всех мембранных органелл — образование из биологических мембран. Важно отметить существенное отличие органоидов животной клетки и их функций от органоидов растительной клетки. В частности, растительная клетка характеризуется процессом фотосинтеза.
В растительных и животных клетках бесперебойная работа органелл обеспечивается только в том случае, если обеспечивается бесперебойная работа отдельных органоидов.
Остановимся подробнее на функциях различных органоидов и частей клетки.
В растительной клетке в состав клеточной стенки входят пектины и целлюлоза. Функция органоида растительной клетки — защита клетки от неблагоприятного внешнего воздействия и обеспечения транспорта веществ в клетку через мембрану.
Ядро содержит специальные углубления и поры, а еще — две мембраны.
Ядро — это двумембранный органоид и основное хранилище наследственной информации клетки, который позволяет ее передавать в ходе деления клетки.
В ядре как в двумембарнном органоиде заключается комплексная генетическая информация, реализуемая в процессе деления клетки.
Ядро состоит из ядрышка, хроматин, кариоплазмы.
Также важная составляющая одномембранных и двумембранных органоидов — вакуоль. Вакуоль представляет собой слияние участков эндоплазматической сети. Их назначение — регулировать выделение и поступление разнообразных веществ в клетку.
Что касается эндоплазматического ретикулума, то это система каналов гладкого и шероховатого типа. Функция эндоплазматической сети — синтез и транспорт веществ внутрь клетки.
Рибосомы — основные органеллы, которые служат основной для синтеза белка.
Основной строительный материл клетки — белок. По этой причине он может самостоятельно синтезироваться даже в клетках прокариот.
Постоянный клеточный органоид — цитоплазма. Это полужидкая субстанция с целым набором органоидов. Благодаря ей обеспечивается взаимодействие между ядром и остальными частями клетки.
Клеточная мембрана образуется при помощи белка и двойного слоя липидов. Растения имеют снаружи дополнительный слой клетчатки. Мембрана характеризуется избирательной проницаемостью. Ее электронейтральность поддерживается при помощи нагнетания в клетку ионов.
Лизосомы — это одномембранные органоиды, осуществляющие реакцию «внутриклеточного пищеварения».
В лизосомах есть внутренние ферменты, благодаря которым расщепляются остатки обмена веществ, несущие токсический эффект для клеточных структур.
Говоря о митохондриях, стоит отметить, что они являются энергетическими станциями клетки. Основное клеточное окисление и накаливание энергии в виде молекул АТФ происходит именно в них. Очень часто возникает вопрос, какие органоиды клетки содержат собственную ДНК. У митохондрий, к примеру, есть собственная ДНК, а также складки внутренней мембраны (также их называют «крестами»).
Пластиды — двумембранные органоиды. Они характерны только для растительных клеток. Они отличаются тем, что имеют собственную ДНК и реализуют процесс фотосинтеза. Пластиды содержат пигмент хлорофилл: когда он «заряжается» энергией, то запускает процесс образования кислорода и различных органических веществ.
Содержащие зеленый пигмент хлорофилл пластиды называются хлоропластами (двумембранные). Лейкопласты или бесцветные пластиды отличаются тем, что накапливают крахмал, а хромопласты отвечают за накапливание каратиноидов.
Такой органоид как клеточный центр (на рисунке ниже) включает в себя центриоли и микротрубочки. Он принимает участие в образовании цитоскелета и обуславливает систему деления клетки.
В клетке происходит формирование различных органоидов движения, таких как реснички и жгутики. Эти органоиды движения (на рисунке) состоят из белков и встречаются одинаково часто.
Из всего описанного выше можно сделать вывод, что органеллы клетки — это составные ее части. Поэтому вопрос их происхождения можно рассматривать по-разному. Присутствие органоидов свидетельствует о целостности клетки и единстве органического мира.
Какие из перечисленных органоидов являются мембранными?
Это общая характеристика двумембранных и одномембранных органоидов. Также из информации легко понять, какие из перечисленных органоидов являются мембранными.
Вместо того чтобы перечислять одномембранные органоиды клетки и двумембранные, проще всего обратиться к таблице органоидов эукариотической клетки.
Таблица органоидов. Двумембранные органоиды и одномембранные в сравнительной таблице.
Теперь вам не составит труда самостоятельно перечислить одномембранные органоиды клетки и выбрать структуры, характерные только для растительной клетки.
Двумембранные и одномембранные органоиды
Вы будете перенаправлены на Автор24
Органоиды – это функциональные части клетки, которые имеют определенное строение и выполняют конкретную функцию.
Двумембранные и одномембранные органоиды
Наличие органелл является основой правильного функционирования клетки как элементарной единицы живых организмов. Эти структуры постоянные и не исчезают по мере развития клетки. Выделяют следующие типы органоидов:
Исследование обеих групп органоидов заслуживает особенного внимания, поскольку несмотря на собственные маленькие размеры, именно они обеспечивают поддержание всей клетки и организма в целом.
К двумембранным органоидам относят:
Двумембранные органоиды называют полуавтономными, и они поддерживают самостоятельность клетки. Прежде всего, это значит, что эти органоиды могут делиться. Новые митохондрии и пластиды образуются путем деления уже существующих клеточных элементов. Эти органоиды имеют собственный геном. Этот геном имеет кольцевую форму и некоторую степень схожести с геномом бактериальных клеток. Другая часть кодируется в ядре и поступает из цитоплазмы (поэтому митохондрии и пластиды не могут жить свободно, вне клетки). Также эти органеллы имеют свой собственный аппарат синтеза белка, то есть рибосомы. Эти рибосомы более мелкие, чем в цитоплазме, и также похожи на рибосомы прокариот.
Ввиду наличия такого свойства, рождается теория о том, что двумембранные органеллы, когда – то и были прокариотами. Считается, что они вступили в симбиотические взаимоотношения с древними эукариотическими клетками и поселились внутри них на постоянной основе.
Внешняя мембрана двумембранных органелл сходна по составу с мембранами эукариот, внутренняя сходна с мембранами прокариот. Это согласуется с гипотезой о том, что внешняя мембрана органеллы — это бывшая мембрана пищеварительной вакуоли (фагосомы), где оказался прокариотический симбионт, а внутренняя — это его собственная мембрана.
Готовые работы на аналогичную тему
К одномембранным органоидам относят:
Рисунок 1. Строение клетки. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Функции клеточных органоидов
Также в клеточной системе присутствуют немембранные органоиды, среди которых выделяют клеточный центр, цитоскелет и рибосомы.
Мембранные органеллы обладают одним общим свойством- они образованы из биологических мембран. При этом растительная клетка значительно отличается от животной, чему способствует наличие такого процесса, как фотосинтеза. При этом, как и в растительной, так и в животной клетке для обеспечения бесперебойной работы органелл необходимо обеспечить работу каждого конкретного органоида без сбоев.
Клеточная стенка растительной клетки состоит из целлюлозы и пектинов. Функция данного органоида заключается в защите клетки от неблагоприятных воздействий или обеспечение транспорта веществ внутрь клетки через мембрану.
Что касается ядра, то этот органоид имеет углубления и поры, а также две мембраны.
Ядро – двумембранный органоид, который является основным хранителем наследственной информации клетки, а также позволяет передавать ее при делении клетки. Именно в ядре заложена комплексная генетическая информация, которая реализуется в процессе деления клетки.
В состав ядра также входят ядрышко, кариоплазма, хроматин.
Вакуоль является не чем иным, как слиянием участков эндоплазматической сети. Они регулируют выделение и поступление различных веществ в клетку.
Эндоплазматический ретикулум представляет собой систему каналов гладкого и шероховатого типа. Эндоплазматическая сеть выполняет функцию синтеза веществ и транспорта их внутри клетки.
Рибосомы являются основной органеллой, на которой синтезируется белок. Белок, является основным строительным материалом клетки и поэтому самостоятельно синтезируется клеткой даже в клетках прокариот.
Цитоплазма клетки является постоянным клеточным органоидом и имеет вид полужидкой субстанции с набором органоидов. Цитоплазма обеспечивает взаимодействие между ядром и всеми частями клетки.
Клеточная мембрана образована мембрана двойным слоем липидов, а также белком. У растений снаружи покрыта дополнительно слоем клетчатки. Мембрана обладает свойством избирательной проницаемости и путем нагнетания в клетку ионов поддерживает ее электронейтральность.
Лизосомы являются одно мембранными органоидами, которые осуществляют реакцию «внутриклеточного пищеварения». Лизосомы содержат внутренние ферменты, которые позволяют расщеплять остатки обмена веществ, которые несут токсический эффект для любой клеточной структуры.
Митохондрии являются «энергетическими станциями клетки». В них происходит основное клеточное окисление и накаливается энергия в виде молекул АТФ. Митохондрии имеют собственную ДНК и складки внутренней мембраны или «кресты».
Пластиды также являются двумембранными органоидами и присущи только растительным клеткам. В них имеется собственная ДНК и реализуется процесс фотосинтеза. Также в пластидах находится пигмент хлорофилл, который «заряжается» энергией и позволяет запустить процесс образования кислорода и органических веществ.
Пластиды, в которых находится «зеленый пигмент» хлорофилл, называют хлоропластами. Лейкопласты или бесцветные пластиды накапливают крахмал. Хромопласты запасают каратиноиды.
Что касается клеточного центра, то это органоид состоит из центриолей и микротрубочек и участвует в формировании цитоскелета, также обуславливает систему деления клетки.
Также в клетке формируются различные органоиды движения. К ним относят реснички и жгутики, состоящие из белков. Реснички и жгутики встречаются с равной степенью вероятности.
Таким образом, органеллы клетки являются ее составными частями и можно по-разному рассматривать вопрос их происхождения. Наличие органоидов говорит о целостности клетки и единстве состава органического мира.
Двумембранные органоиды (митохондрии, пластиды). Их строение и функции.
• Двумембранные органоиды – это органоиды, образованные двумя мембранами: внешней и внутренней.
• Эти органоиды содержат ДНК,РНК, рибосомы
• К двумембранным органоидам относятся митохондрии и пластиды.
МИТОХОНДРИИ-находятся в цитоплазме клетки.
• Митохондрии состоят из двух мембран.
• Наружняя мембрана митохондрий гладкая. А внутренняя образует выросты (кристы).
• Содержимое митохондрии заполнено матриксом.
В митохондриальном матриксе находятся ДНК, РНК, рибосомы.
• Функция митохондрий –
• синтез аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).
• АТФ – источник энергии для клетки.
• ПЛАСТИДЫ-есть только у растительных клеток.
• Пластиды находятся в цитоплазме клеток.
Основные формы пластид: лейкопласты, хлоропласты, хромопласты.
• Внутреннее содержимое пластидов называется строма.
• Внутренняя мембрана пластидов образует выросты (тилакоиды).
Строма содержит ДНК, РНК, рибосомы.
• Функции пластидов:
• Хлоропласты участвуют в фотосинтезе.
• Хлоропласты регулируют минеральный обмен, хранят питательные вещества и часть генетической информации.
• Пластиды придают цвет растениям.
• Одномембранные органоиды (ЭПС, аппарат Гольджи, лизосомы). Их строение и функции.
Функции:
• Обеспечивает транспорт веществ как внутри клетки, так и между соседними клетками.
• Делит клетку на отдельные секции. в которых одновременно происходят различные физиологические процессы и химические реакции.
• Гранулярная ЭС участвует в синтезе белка.
• В каналах ЭС образуются сложные молекулы белка, синтезируются жиры, транспортируется АТФ
Аппарат Гольджи
Микроскопические одномембранные органеллы, состоящие из стопочки плоских цистерн, по краям которых ответвляются трубочки, отделяющие мелкие пузырьки
Функции:
• В цистернах накапливаются продукты синтеза, распада и вещества, поступившие в клетку, а также вещества, которые выводятся из клетки
• В растительной клетке участвует в построении клеточной стенки.
Лизосомы Микроскопические одномембранные органеллы округлой формы. Их число зависит от жизнедеятельности клетки и ее физиологического состояния. В лизосомах находятся лизирующие (растворяющие) ферменты, синтезированные на рибосомах.
Функции Переваривание пищи, попавшей в животную клетку при фагоцитозе и пиноцитозе. Защитная функция. В клетках любых организмов осуществляют автолиз (саморастворение органелл), особенно в условиях пищевого или кислородного голодания. У животных рассасывается хвост. У растений растворяются органеллы при образовавании пробковой ткани. сосудов древесины.Немембранные органоиды (микротрубочки, клеточный центр, рибосомы). Их строение и функции.
К немембранным органеллам общего назначения относятся рибосомы, центриоли, микротрубочки, микрофиламенты, промежуточные филаменты.
Рибосомы
• Универсальные органеллы всех клеток животных и растений.
• Находятся в цитоплазме в свободном состоянии или на мембранах ЭС; кроме того, содержатся в митохондриях и хлоропластах.
Микротрубочки.Микротрубочки представляют собой прямые, неветвящиеся длинные полые цилиндры. Стенка микротрубочек построена за счет плотно уложенных округлых субъединиц (из белка тубулина) Во всех эукариотических клетках в гиалоплазме можно видеть длинные неветвящиеся микротрубочки. В больших количествах они обнаруживаются в цитоплазматических отростках нервных клеток, фибробластов и других изменяющих свою форму клеток
ФункцииГлавное функциональное значение таких микротрубочек цитоплазмы заключается в создании эластичного, но одновременно устойчивого внутриклеточного каркаса (цитоскелета), необходимого для поддержания формы клетки.
Клеточный центр.Ультрамикроскопическая органелла немембранного строения. 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.
Функции.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 притягивают хроматиды к полюсам.
• После окончания деления центриоли остаются в дочерних клетках, удваиваются и образуют клеточный центр
Органоиды клетки
Клеточная мембрана (оболочка)
Запомните, что в отличие от клеточной стенки, которая есть только у растительных клеток и у клеток грибов (она придает им плотную, жесткую форму) клеточная мембрана есть у всех клеток без исключения! Этот важный момент объясню еще раз 🙂 У клеток животных имеется только клеточная мембрана, а у клеток растений и грибов есть и клеточная стенка, и клеточная мембрана.
Интегральные (пронизывающие) белки образуют каналы, по которым молекулы различных веществ могут поступать в клетку или удаляться из нее. «Заякоренные» молекулы олигосахаридов на поверхности клетки образуют гликокаликс, который выполняет рецепторную функцию, участвует в избирательном транспорте веществ через мембрану.
Вирусы и бактерии не являются исключением: они взаимодействуют только с теми клетками, на которых есть подходящие к ним рецепторы. Так, вирус гриппа поражает преимущественно клетки слизистой верхних дыхательных путей. Однако, если рецепторов нет, то вирус не может проникнуть в клетку, и организм приобретает невосприимчивость к инфекции. Вспомните врожденный иммунитет: именно по причине отсутствия рецепторов человек не восприимчив ко многим болезням животных.
Итак, вернемся к клеточной мембране. Ее можно сравнить со стенами помещения, в котором, вероятно, вы находитесь. Стены дома защищают его от ветра, дождя, снега и прочих факторов внешней среды. Рискну предположить, что в вашем доме есть окна и двери, которые по мере необходимости открываются и закрываются 🙂 Так и клеточная мембрана может сообщать внутреннюю среду клетки с внешней средой: через мембрану вещества поступают в клетку и удаляются из нее.
Внутрь клетки с помощью осмоса поступает вода. Путем простой диффузии в клетку попадают O2, H2O, CO2, мочевина. Облегченная диффузия характерна для транспорта глюкозы, аминокислот.
Активный транспорт чаще происходит против градиента концентрации, в ходе него используются белки-переносчики и энергия АТФ. Ярким примером является натрий-калиевый насос, который накачивает ионы калия внутрь клетки, а ионы натрия выводит наружу. Это происходит против градиента концентрации, поэтому без затрат энергии (АТФ) не обойтись.
Фагоцитоз был открыт И.И. Мечниковым, который создал фагоцитарную теорию иммунитета. Это теория гласит, что в основе иммунной системы нашего организма лежит явление фагоцитоза: попавшие в организм бактерии уничтожаются фагоцитами (T-лимфоцитами), которые переваривают их.
В ходе эндоцитоза мембрана сильно прогибается внутрь клетки, ее края смыкаются, захватывая бактерию, пищевые частицы или жидкость внутрь клетки. Образуется везикула (пузырек), который движется к пищеварительной вакуоли или лизосоме, где происходит внутриклеточное пищеварение.
Клеточная стенка
Цитоплазма
Постоянное движение цитоплазмы поддерживает связь между органоидами клетки и обеспечивает ее целостность.
Прокариоты и эукариоты
Немембранные органоиды
Очень мелкая органелла (около 20 нм), которая была открыта после появления электронного микроскопа. Состоит из двух субъединиц: большой и малой, в состав которых входят белки и рРНК (рибосомальная РНК), синтезируемая в ядрышке.
Это органоиды движения, которые выступают над поверхностью клетки и имеют в основе пучок микротрубочек. Реснички встречаются только в клетках животных, жгутики можно обнаружить у животных, растений и бактерий.
Одномембранные органоиды
ЭПС представляет собой систему мембран, пронизывающих всю клетку и разделяющих ее на отдельные изолированные части (компартменты). Это крайне важно, так как в разных частях клетки идут реакции, которые могут помешать друг другу, что нарушит процессы жизнедеятельности.
Выделяют гладкую ЭПС и шероховатую ЭПС. Обе они выполняют функцию внутриклеточного транспорта веществ, однако между ними имеются различия. На мембранах гладкой ЭПС происходит синтез липидов, обезвреживаются вредные вещества. Шероховатая ЭПС синтезирует белок, так как имеет на мембранах многочисленные рибосомы (потому и называется шероховатой).
Модифицированные вещества упаковываются в пузырьки и могут перемещаться к мембране клетки, соединяясь с ней, они изливают свое содержимое во внешнюю среду. Можно догадаться, что комплекс Гольджи хорошо развит в клетках эндокринных желез, которые в большом количестве синтезируют и выделяют в кровь гормоны.
В комплексе Гольджи появляются первичные лизосомы, которые содержат ферменты в неактивном состоянии.
В ходе апоптоза ферменты лизосомы изливаются внутрь клетки, ее содержимое переваривается. Предполагают, что нарушение апоптоза в раковых клетках ведет к бесконтрольному росту опухоли.
Пероксисомы (микротельца) содержат окислительно-восстановительные ферменты, которые разлагают H2O2 (пероксид водорода) на воду и кислород. Если бы пероксид водорода оставался неразрушенными, это приводило бы к серьезным повреждениям клетки.
Трудно переоценить значение вакуолей в жизнедеятельности растительной клетки. Вакуоли создают осмотическое давление, придают клетке форму.
Примечательно, что по размеру вакуолей можно судить о возрасте клетки: молодые клетки имеют вакуоли небольшого размера, а в старых клетках вакуоли могут настолько увеличиваться, что оттесняют ядро и остальные органоиды на периферию.
Двумембранные органоиды
Оболочка ядра состоит из двух мембран и пронизана большим количеством ядерных пор, через которые происходит сообщение между кариоплазмой и цитоплазмой. Главными функциями ядра является хранение, защита и передача наследственного материала дочерним клеткам.
Замечу, что хромосомы видны только в момент деления клетки. Хромосомы представляют собой сильно спирализованные молекулы ДНК, связанные с белками.
Хромосомы отличаются друг от друга по строению, форме, размерам. Совокупность всех признаков (форма, число, размер) хромосом называется кариотип. Кариотип может быть представлен по-разному: существует кариотип вида, особи, клетки.
В связи с этим, митохондрия считается полуавтономным органоидом. Вероятнее всего, изначально митохондрии были самостоятельными организмами, однако со временем вступили в симбиоз с эукариотами и стали частью клетки.
Так же, как и митохондрии, пластиды относятся к полуавтономным органоидам: в них имеется кольцевидная ДНК (находится в нуклеоиде), рибосомы.
Пластиды, которые содержат пигменты каратиноиды в различных сочетаниях. Сочетание пигментов обуславливает красную, оранжевую или желтую окраску. Находятся в плодах, листьях, лепестках цветков.
Хромопласты могут развиваться из хлоропластов: во время созревания плодов хлоропласты теряют хлорофилл и крахмал, в них активируется биосинтез каротиноидов.
Не содержат пигментов, образуются в запасающих частях растения (клубни, корневища). В лейкопластах накапливается крахмал, липиды (жиры), пептиды (белки). На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и запускать процесс фотосинтеза.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.