Cellens membranorganeller

Cellorganeller

Organeller (organeller) är obligatoriska mikrostrukturer för alla celler och utför vissa vitala funktioner. Man skiljer mellan membranorganeller och icke-membranorganeller. Membranorganeller, separerade från den omgivande hyaloplasman genom membran, inkluderar endoplasmatiskt retikulum, den inre nätapparaten (Golgi-komplexet), lysosomer, peroxisomer och mitokondrier.

Cellens membranorganeller

Alla membranorganeller är uppbyggda av elementära membran, vars organisationsprincip liknar cytolemmas struktur. Cytofysiologiska processer är förknippade med konstant vidhäftning, fusion och separation av membran, medan vidhäftning och förening endast av topologiskt identiska membranmonolager är möjlig. Således är det yttre lagret av vilket organellmembran som helst som vetter mot hyaloplasman identiskt med det inre lagret av cytolemmat, och det inre lagret som vetter mot organellens hålighet liknar det yttre lagret av cytolemmat.

Det endoplasmatiska retikulum (reticulum endoplasmaticum) är en enda kontinuerlig struktur som bildas av ett system av cisterner, tubuli och tillplattade säckar. Elektronmikroskopibilder skiljer mellan granulärt (grovt, granulärt) och icke-granulärt (slät, agranulärt) endoplasmatiskt retikulum. Utsidan av det granulära retikulum är täckt med ribosomer, medan den icke-granulära sidan saknar ribosomer. Det granulära endoplasmatiska retikulum syntetiserar (på ribosomer) och transporterar proteiner. Det icke-granulära retikulum syntetiserar lipider och kolhydrater och deltar i deras metabolism [till exempel steroidhormoner i binjurebarken och Leydig-celler (sustenocyter) i testiklarna; glykogen i leverceller]. En av de viktigaste funktionerna hos det endoplasmatiska retikulum är syntesen av membranproteiner och lipider för alla cellulära organeller.

Den inre retikulära apparaten, eller Golgi-komplexet (apparatus reticularis internus), är en samling av säckar, vesiklar, cisterner, rör och plattor som avgränsas av ett biologiskt membran. Elementen i Golgi-komplexet är sammankopplade med varandra genom smala kanaler. I Golgi-komplexets strukturer syntetiseras och ackumuleras polysackarider, protein-kolhydratkomplex, och utsöndras från cellerna. Så här bildas sekretoriska granuler. Golgi-komplexet finns i alla mänskliga celler utom erytrocyter och epidermis hornskalor. I de flesta celler är Golgi-komplexet beläget runt eller nära cellkärnan, i exokrina celler - ovanför cellkärnan, i cellens apikala del. Den inre konvexa ytan av Golgi-komplexets strukturer är vänd mot endoplasmatiskt retikulum, och den yttre, konkava ytan är vänd mot cytoplasman.

Membranen i Golgi-komplexet bildas av det granulära endoplasmatiska retikulum och transporteras av transportvesiklar. Sekretoriska vesiklar knoppas ständigt av från utsidan av Golgi-komplexet, och membranen i dess cisterner förnyas ständigt. Sekretoriska vesiklar förser cellmembranet och glykokalyxen med membranmaterial. Detta säkerställer förnyelsen av plasmamembranet.

Lysosomer (lysosomer) är vesiklar med en diameter på 0,2-0,5 μm, innehållande cirka 50 typer av olika hydrolytiska enzymer (proteaser, lipaser, fosfolipaser, nukleaser, glykosidaser, fosfataser). Lysosomala enzymer syntetiseras på ribosomerna i det granulära endoplasmatiska retikulum, varifrån de transporteras via transportvesiklar till Golgi-komplexet. Primära lysosomer knoppas av från vesiklarna i Golgi-komplexet. En sur miljö upprätthålls i lysosomerna, dess pH varierar från 3,5 till 5,0. Lysosomernas membran är resistenta mot de enzymer som finns i dem och skyddar cytoplasman från deras verkan. Brott mot lysosommembranets permeabilitet leder till aktivering av enzymer och allvarliga skador på cellen, inklusive dess död.

I sekundära (mogna) lysosomer (fagolysosomer) bryts biopolymerer ner till monomerer. De senare transporteras genom lysosommembranet in i cellhyaloplasman. Osmälta ämnen kvarstår i lysosomen, vilket resulterar i att lysosomen omvandlas till en så kallad restkropp med hög elektrondensitet.

Peroxisomer (peroxysomer) är vesiklar med en diameter på 0,3 till 1,5 µm. De innehåller oxidativa enzymer som bryter ner väteperoxid. Peroxisomer deltar i nedbrytningen av aminosyror, metabolismen av lipider, inklusive kolesterol, puriner, och avgiftningen av många giftiga ämnen. Man tror att peroxisommembran bildas genom knoppning från det icke-granulära endoplasmatiska retikulum, och enzymerna syntetiseras av polyribosomer.

Mitokondrier (mitokondrier), som är cellens "energistationer", deltar i cellandningens processer och omvandlingen av energi till former som är tillgängliga för cellen att använda. Deras huvudsakliga funktioner är oxidation av organiska ämnen och syntes av adenosintrifosfat (ATP). Mitokondrier är runda, avlånga eller stavformade strukturer 0,5-1,0 μm långa och 0,2-1,0 μm breda. Antalet, storleken och placeringen av mitokondrier beror på cellens funktion och dess energibehov. Det finns många stora mitokondrier i kardiomyocyter, muskelfibrer i diafragman. De är belägna i grupper mellan myofibriller, omgivna av glykogengranuler och element i det icke-granulära endoplasmatiska retikulum. Mitokondrier är organeller med dubbla membran (vardera cirka 7 nm tjocka). Mellan de yttre och inre mitokondriella membranen finns ett intermembranutrymme 10-20 nm brett. Det inre membranet bildar många veck, eller cristae. Vanligtvis är kristallerna orienterade tvärs över mitokondriets långa axel och når inte motsatt sida av mitokondrimembranet. Tack vare kristallerna ökar arean av det inre membranet dramatiskt. Således är ytan på kristallerna i en mitokondrie i en hepatocyt cirka 16 μm. Inuti mitokondriet, mellan kristallerna, finns en finkornig matris i vilken granuler med en diameter på cirka 15 nm (mitokondriella ribosomer) och tunna trådar som representerar molekyler av deoxiribonukleinsyra (DNA) är synliga.

Syntesen av ATP i mitokondrier föregås av initiala steg som sker i hyaloplasman. I den (i frånvaro av syre) oxideras sockerarter till pyruvat (pyruvinsyra). Samtidigt syntetiseras en liten mängd ATP. Den huvudsakliga syntesen av ATP sker på cristaes membran i mitokondrierna med deltagande av syre (aerob oxidation) och enzymer som finns i matrisen. Under denna oxidation bildas energi för cellfunktioner, och koldioxid (CO2 ₎ och vatten (H2O ₎ frigörs. I mitokondrierna syntetiseras informationsmolekyler, transportmolekyler och ribosomala nukleinsyror (RNA) på deras egna DNA-molekyler.

Mitokondriematrixen innehåller också ribosomer upp till 15 nm i storlek. Mitokondriella nukleinsyror och ribosomer skiljer sig dock från liknande strukturer i denna cell. Således har mitokondrier ett eget system som är nödvändigt för proteinsyntes och självreproduktion. Ökningen av antalet mitokondrier i en cell sker genom dess uppdelning i mindre delar som växer, ökar i storlek och kan dela sig igen.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]