Лекция 2. Биология (1)

1. Органоиды

Медицинский институт
Органоиды
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
ЗАЙЦЕВА ИРИНА АНДРЕЕВНА

2.

ПЛАН ПАРЫ:
Основные компоненты клетки.
• Функции клетки
• Обмен веществ (метаболизм).

3.

ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА
Плазматическая мембрана (плазмолемма)
• Это поверхностная мембрана, отделяющая клетку от внешней среды.
Контактирует только с эндосомами и секреторными везикулами, не связывается напрямую с другими мембранами.
Входит в вакуолярную систему клетки, обновляется благодаря эндоплазматическому ретикулуму.
Функции:
Барьерная: ограничивает свободный обмен веществ между клеткой и окружающей средой.
Транспортная: избирательно регулирует поступление и выход низко- и высокомолекулярных соединений.
Рецепторная: распознает химические сигналы и реагирует на стимулы извне.
Аналитическая: выступает как «первичный анализатор», контролирующий взаимодействие клетки с окружающей
средой.
Особенности:
По строению напоминает мембрану внутриклеточной вакуоли, но "вывернута наизнанку": окружает гиалоплазму, а не
находится внутри нее.
Патологические изменения:
Нарушение проницаемости → набухание клетки.
Уменьшение числа и длины микроворсинок.
Образование пузырей и апоптотических телец при гибели клеток.
Возможное разрушение межклеточных контактов, что приводит к разобщению клеток в тканях.

4.

ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА
!. Механическая устойчивость:
Плазмолемма выполняет роль прочного барьера, устойчивее искусственных мембран.
Ее механическую прочность обеспечивают:
гликокаликс (углеводные цепочки гликопротеинов и гликолипидов, образующие внешний слой мембраны);
кортикальный слой цитоплазмы (сеть актиновых микрофиламентов и связанных белков, "заякоривающих" интегральные белки).
2. Гликокаликс:
Толщина ~3–4 нм, виден как рыхлый волокнистый слой.
Особенно развит в клетках кишечного эпителия (энтероцитах).
Функции: защита, участие во внеклеточном расщеплении полимеров, взаимодействие с внешней средой.
3. Кортикальный слой:
Представлен актиновыми микрофиламентами и белками.
Регулирует движение цитоплазмы, связывает мембранные белки.
Замедляет диффузию веществ и удерживает выделенные ферменты.
4. Транспорт веществ:
Ионы и мономеры проходят через мембрану с помощью транспортных белков (пермеаз) по принципу:
унипорт (одно вещество в одном направлении),
симпорт (несколько веществ вместе),
антипорт (обмен веществ).
Макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липопротеиды) напрямую через мембраны не проходят.
Их перенос осуществляется только везикулярным транспортом:
эндоцитоз — поглощение,
экзоцитоз — выведение.

5.

ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА
Рецепторы плазматической мембраны
Могут быть белками мембраны или элементами гликокаликса (гликопротеиды).
Узнают и связывают специфические вещества (лигандов), участвуют в отборе молекул, поступающих в клетку.
Могут быть разбросаны по мембране или сосредоточены в определённых участках.
У разных клеток — разные наборы рецепторов или разная чувствительность.
Функции рецепторов
Связывание специфических веществ.
Реакция на физические факторы.
Передача сигналов внутрь клетки (сигнальная функция).
Пример работы (глюкагон):
Глюкагон связывается с рецептором на мембране печени.
Рецептор активирует аденилатциклазу.
Аденилатциклаза превращает АТФ → цАМФ (ЦАМФ образуется из АТФ под действием фермента аденилатциклазы, когда рецептор
на мембране активируется лигандом (например, гормоном).
ЦАМФ запускает каскад реакций → расщепление гликогена до глюкозы.

6.

ЦИТОПЛАЗМА
Гиалоплазма (цитозоль) — матрикс цитоплазмы, истинная внутренняя среда клетки. Это не просто вода, а сложный гель с коллоидной
структурой.
Физико-химические свойства:
Состоит из воды, белков, ионов, метаболитов.
Имеет свойства тиксотропного геля: может переходить из более вязкого состояния (гель) в жидкое (золь) и обратно.
Эти переходы обеспечивают движение клетки и её компонентов.
Динамика и цитоскелет:
В гиалоплазме формируются и распадаются структуры из белков (микротрубочки из тубулина, актиновые филаменты).
Эти процессы регулируются ионами (например, Ca²⁺) и белками (гельзолин).

7.

ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ СЕТЬ (ЭПС) / ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКИЙ РЕТИКУЛ (ЭПР)
Характеристика
Шероховатая ЭПС (ШЭПС)
Гладкая ЭПС (ГЭПС)
Наличие рибосом
Есть, плотно покрыта рибосомами
Нет рибосом
Основная функция
Синтез и начальная модификация белков
Синтез липидов и углеводов
Белки
- Секреторные белки- Мембранные белкиЛизосомные ферменты
Не синтезируются (только липиды)
Липиды
Частично участвует в синтезе
фосфолипидов
Синтез фосфолипидов, стероидных
гормонов, холестерина
Другие функции
- Формирование пузырьков для транспорта
белков в аппарат Гольджи- Качественный
контроль белков
- Детоксикация (обезвреживание лекарств,
ядов, алкоголя)- Запасание ионов кальция
(особенно в мышечных клетках —
саркоплазматическая сеть)
Основное местоположение в клетке
Активные секреторные клетки
(поджелудочная железа, плазматические
клетки)
Клетки печени, коры надпочечников, мышц

8.

АППАРАТ ГОЛЬДЖИ
Аппарат Гольджи состоит из диктиосом — стопок уплощённых мембранных мешочков (обычно 5–10, у одноклеточных до 20).
Между цистернами — прослойки гиалоплазмы.
На краях цистерн образуются ампулы и мелкие вакуоли.
Различают участки:
Цис-участок (формирующий, ближе к ЭПР и ядру);
Промежуточный участок;
транс-участок (сортировка продуктов, образование секреторных вакуолей и транс-сеть аппарата Гольджи, TGN) транссторона (включая TGN) — "выход", где белки сортируются и упаковываются в транспортные пузырьки.
TGN — ключевая точка сортировки:
белки могут идти в плазматическую мембрану (секреция),
в лизосомы (через маннозо-6-фосфатные метки),
в секреторные гранулы для регулируемой секреции.
При делении клеток аппарат Гольджи распадается на диктиосомы, которые случайно распределяются между дочерними клетками.
В растущих клетках число диктиосом увеличивается.

9.

Аппарат Гольджи
Механизм работы (на примере белковых секретов)
Белки синтезируются на рибосомах и накапливаются в полостях ЭР.
Из ЭР отпочковываются мелкие пузырьки с белками → они поступают в цис-часть диктиосомы.
В цистернах аппарата Гольджи белки модифицируются (например, гликозилирование).
Через серию вакуолей и цистерн белки перемещаются в транс-участок диктиосомы.
В транс-сети происходит сортировка продуктов:
в секреторные вакуоли, к плазматической мембране, в лизосомы.
Секреторные вакуоли сливаются с плазмолеммой → содержимое выходит наружу (экзоцитоз).