Содержание

Цитоплазма. Плазматическая мембрана. Эндоплазматическая сеть. Комплекс Гольджи и лизосомы — СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ КЛЕТКИ — Биология. Общая биология. 10—11 класс. Базовый уровень

Биология. Общая биология. 10—11 класс. Базовый уровень — Д. К. Беляев

§ 8. Цитоплазма. Плазматическая мембрана. Эндоплазматическая сеть. Комплекс Гольджи и лизосомы

Цитоплазма — обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром. Цитоплазма включает различные органоиды. Пространство между ними заполнено цитозолем — вязким водным раствором различных солей и органических веществ, пронизанным системой белковых нитей — цитоскелетом. В состав цитоплазмы входят следующие органоиды: эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, пластиды, комплекс Гольджи, лизосомы, органоиды движения и др. Большинство химических и физиологических процессов клетки проходит в цитоплазме. Вновь синтезированные вещества перемещаются внутри клетки или выводятся из нее.

Рис. 11. Клетка под электронным микроскопом.

1 — плазматическая мембрана; 2 — эндоплазматическая сеть; 3 — центриоль; 4 — межклеточное пространство; 5 — пиноцитозный канал;

6 — пиноцитозный пузырек; 7 — комплекс Гольджи; 8 — ядро; 9 — ядрышко; 10 — ядерная оболочка; 11 — лизосома; 12 — митохондрия

2 — Д. К. Беляев

Рис. 12. Схема строения плазматической мембраны

Плазматическая мембрана. Каждая клетка животных, растений, грибов отграничена от окружающей среды или других клеток плазматической мембраной. Толщина этой мембраны так мала (около 10 нм), что ее можно увидеть только в электронный микроскоп (рис. 11, 1).

Наружная плазматическая мембрана осуществляет ряд функций, необходимых для жизнедеятельности клетки: защищает цитоплазму от физических и химических повреждений, делает возможным контакт и взаимодействие клеток в тканях и органах, избирательно обеспечивает транспорт в клетку питательных веществ и выведение конечных продуктов обмена. Столь сложным функциям соответствует и строение плазматической мембраны (рис. 12).

Плазматическая мембрана состоит из липидов и белков. Липиды в мембране образуют двойной слой, а белки пронизывают всю ее толщу, погружены на разную глубину в липидный слой или располагаются на внешней и внутренней поверхности мембраны (рис. 12). К некоторым белкам, находящимся на наружной поверхности, прикреплены углеводы. Белки и углеводы на поверхности мембран у разных клеток неодинаковы и являются своеобразными указателями типа клеток. Например, с помощью этих указателей сперматозоиды узнают яйцеклетку. Благодаря мембранным полисахаридным «антеннам» клетки, принадлежащие к одному типу, удерживаются вместе, образуя ткани. Белковые молекулы обеспечивают избирательный транспорт сахаров, аминокислот, нуклеотидов и других веществ в клетку или из клетки.

Строение мембран всех других органоидов сходно с плазматической мембраной. Различаются они составом, соотношением липидов и белков, их расположением в структуре мембран.

Для переноса воды и различных ионов в клеточной мембране имеются поры, через которые в клетку пассивно поступают вода и некоторые ионы. Кроме того, существует активный перенос веществ в клетку с помощью специальных белков, входящих в состав плазматической мембраны. Он осуществляется также на основе процессов фагоцитоза и пиноцитоза.

Захват плазматической мембраной твердых частиц и впячивание (втягивание) их внутрь клетки называют фагоцитозом (от греч. «фагос» — пожирать и «цитос» — клетка). Это явление можно наблюдать, например, при захвате амебой более мелких одноклеточных организмов или при захвате бактерий, проникших в организм животного или человека, лейкоцитами крови.

Сходным образом попадают в клетку растворимые в жидкости мелкие частицы или молекулы. Плазматическая мембрана образует впячивание в виде тонкого канальца, в который и попадает жидкость с растворенными в ней веществами. От канальца затем отпочковываются пузырьки (рис. 11, 5 и 6). Этот способ называют пиноцитозом (от греч.

«пино» — пью и «цитос» — клетка), он наиболее универсальный, поскольку присущ клеткам растений, животных и грибов.

Лизосомы. Попадая в цитоплазму, пиноцитозные и фагоцитозные пузырьки передвигаются в ней и сливаются с лизосомами (от греч. «лизео» — растворяю и «сома» — тело). Эти мембранные органоиды клетки имеют овальную форму и диаметр 0,5 мкм (рис. 11, 11). В них находится набор ферментов, которые разрушают белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды. Ферменты лизосом расщепляют принесенные пиноцитозными или фагоцитозными пузырьками полимерные соединения до мономеров, усваиваемых клеткой.

Мембрана лизосом препятствует проникновению собственных ферментов в цитоплазму клетки, но если лизосома повреждается от каких-либо внешних воздействий, то разрушается вся клетка или часть ее. Лизосомы встречаются во всех клетках растений, животных и грибов.

Осуществляя переваривание различных органических частиц, лизосомы обеспечивают дополнительным «сырьем» химические и энергетические процессы в клетке. При голодании клетки лизосомы переваривают некоторые органоиды, не убивая клетку. Такое частичное переваривание обеспечивает клетке на какое-то время необходимый минимум питательных веществ. Иногда лизосомы переваривают целые клетки и группы клеток, что играет существенную роль в процессах развития у животных. Примером может служить утрата хвоста при превращении головастика в лягушку.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) и рибосомы. Эндоплазматическая сеть является системой синтеза и транспорта органических веществ в цитоплазме клетки и представляет собой ажурную конструкцию из соединенных полостей, канальцев и трубочек (рис. 11, 2; 13). Они ограничены мембраной, сходной по строению с плазматической.

К мембранам эндоплазматической сети прикреплено большое число рибосом — мельчайших органоидов клетки, имеющих вид сферы с диаметром 20 нм и состоящих из рРНК и белков. На рибосомах и происходит синтез белков. Затем вновь синтезированные белки поступают в систему полостей и канальцев, по которым перемещаются внутри клетки.

В цитоплазме клетки есть и свободные, не прикрепленные к мембранам эндоплазматической сети рибосомы. Как правило, они располагаются группами, на них тоже синтезируются белки, используемые самой клеткой.

Рис. 13. Схема строения эндоплазматической сети.

1 — свободные рибосомы; 2 — полости; 3 — рибосомы, прикрепленные к мембранам; 4 — ядерная оболочка

Комплекс Гольджи. Поступающие в просветы полостей и канальцев эндоплазматической сети продукты биосинтеза концентрируются и транспортируются в специальный аппарат — комплекс Гольджи (рис. 11, 7).

Рис. 14. Схема строения комплекса Гольджи

Этот органоид, имеющий размер 5—10 мкм, состоит из 3—8 сложенных стопкой, уплощенных, слегка изогнутых, дискообразных полостей (рис. 14). Он выполняет в клетке разнообразные функции: участвует в транспорте продуктов биосинтеза к поверхности клетки и в выведении их из клетки, в формировании лизосом и т. д.

В настоящее время сложилось представление о наличии в клетке единой мембранной системы. В этой системе взаимосвязаны такие органоиды клетки, как плазматическая мембрана, эндоплазматическая сеть, ядерная оболочка, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли.

• 1. Как связано строение клеточной мембраны с ее функциями?

• 2. Как происходит активное поглощение веществ клеткой?

• 3. Какова связь между рибосомами и эндоплазматической сетью?

• 4. Каковы строение и функции лизосом?



Функции и строение органоидов клетки

Любой человек знает ещё со школы, что все живые организмы, как растения, так и животные, состоят из клеток. Но вот из чего состоят они сами — это известно отнюдь не каждому, а если всё-таки и известно, то не всегда хорошо. В данной статье мы рассмотрим строение растительных и животных клеток, разберёмся в их отличиях и сходствах.

Но сначала давайте разберёмся, что же вообще такое органоид.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Органоид — это орган клетки, осуществляющий какую-либо свою, индивидуальную функцию в ней, обеспечивая при этом её жизнеспособность, ведь без исключения каждый процесс, происходящий в системе, очень для этой системы важен. А все органоиды составляют систему. Органоиды ещё называют органеллами.

Это интересно: вакуоль и её особенности.

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.

Это интересно: органические вещества клетки, что входит в ее состав?

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.

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 клеткиВ растительнойВ животной
Ядро и все его составляющиеИмеется; отличий нетИмеется; отличий нет
Мембранная оболочкаИмеется; защищена клеточной стенкой снаружиИмеется, клеточная стенка отсутствует
ЦитоплазмаИмеется; отличий нетИмеется; отличий нет
Вакуоли, пластидыИмеютсяНе имеются
Аппарат Гольджи, лизосомы и митохондрииИмеются; отличий нетИмеются; отличий нет
Пиноцитозный пузырёкНе имеетсяИмеется
ЦентриолиНе имеютсяИмеются

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.

Практическое занятие по теме «Строение и функции клеток»

Строение и функции клеток

Цель занятия: Изучить строение и функции клеток. Зарисовать клетки и обозначить составные части. Ознакомиться с многообразием клеток.

Клетка — это основная структурно – функциональная единица всех живых организмов.

Клетка представляет собой наименьшую обособленную живую систему, которой присущи все свойства жизни и которая может в определённых условиях среды их сохранять и передавать в ряду поколений. Клетка несёт полную характеристику жизни. Вне клетки на планете Земля не существует полноценной жизнедеятельности. Поэтому в природе Земли клетке принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы жизни.

Это означает, что клетка составляет основу строения, жизнедеятельности и развития всех живых форм — одноклеточных, многоклеточных и даже неклеточных. Благодаря своим биологическим механизмам клетка осуществляет обмен веществ, использование биологической информации, размножение, реализует свойства наследственности и изменчивости, обусловливая тем самым присущие органическому миру качества единства и разнообразия.

Форма клетки.

Различают клетки с изменчивой формой (рис. 1, амебы, лейкоциты и др.) и клетки, форма которых более или менее постоянна и специфична для каждого типа клеток (инфузории, сперматозоиды, эритроциты, эпителиальные и нервные клетки, а также большинство растительных клеток).

Форма клеток зависит от функционального приспособления клеток, поверхностного натяжения и вязкости протоплазмы, механического воздействия прилегающих клеток, ригидности клеточной мембраны.

Размеры клеток. Размеры клеток колеблются в широких пределах. Диаметр самых мелких животных клеток равен 4 мкм. Однако некоторые растительные и животные клетки можно видеть невооруженным глазом, так как они достигают нескольких сантиметров в диаметре (например, яйца некоторых птиц).


Рис. 1 — Многообразие клеток

В тканях животных объем клеток определенного типа довольно постоянен и независим от общих размеров тела. Например, клетки почек и печени у быка, лошади и мыши имеют примерно один и тот же размер; различие в величине органа обусловливается числом, а не объемом клеток. Это правило иногда называют законом постоянного объема.

Типы клеток

. По характеру организации ядерного аппарата все клетки делятся на две группы. К царству Прокариот относят царство Бактерий, к царству эукариот – все остальные царства: Грибы, Растения, Животные.

Эволюционно прокариоты более ранние, чем эукариоты, они возникли в Архейскую эру (около 3*109лет назад). Первые эукариоты появились около 2*109лет назад, возможно от прокариот.

1. Прокариотические клетки, для которых характерно отсутствие ядерной оболочки, укладка ДНК без участия гистонов, унирепликационный тип репликации ДНК. Моноцистронный принцип организации транскрипции и ее регуляция по принципу положительной и отрицательной обратной связи.

2. Эукариотические клетки, отличающиеся наличием ядерной оболочки, мультирепликационным типом репликации молекул ДНК, образующих набор хромосом. Упаковка ДНК происходит с помощью комплекса белков. Процессы транскрипции ДНК и ее регуляции у эукариот значительно отличаются от таковых у прокариот. В таблице (1) приведено сопоставление некоторых черт прокариотической и эукариотической клеточной организации.

Строение клетки (рис. 2, 3)

1. Плазматическая мембрана – толщина 6 – 10 нм. Она ограничивает цитоплазму и защищает её от воздействий окружающей среды.

Функция плазматической мембраны – транспорт веществ.

2. Цитоплазма это внутреннее содержимое клетки, состоит из гиалоплазмы и расположенных в ней клеточных структур. Содержится между плазматической мембраной и ядром. Характеризуется относительным постоянством свойств и строения.

Функции цитоплазмы — происходит транспорт веществ, протекают реакции обмена веществ.

3. Эндоплазматическая сеть — (ЭПС) состоит из трех морфологических компонентов: канальцев, микровакуолей и крупных цистерн.

Существуют две разновидности ЭПС:

шероховатая, или гранулярная, когда цистерны и канальцы связаны с рибосомами.

— гладкая, или агранулярная, когда связь с рибосомами отсутствует.

Функции эндоплазматической сети:

1. Обеспечивает синтез белка.

2. Обеспечивает активный транспорт различных соединений по внутримембранной фазе.

3. Синтез мембранных липидов.

4. Транспорт и накопление ионов в клетке, а также резервуар ионов кальция.

5. Синтез предшественников стероидных гормонов и других специфических соединений.

6. Детоксикация вредных продуктов метаболизма (особенно в гепатоцитах позвоночных).

7. Синтез протеолитических ферментов.

8. Первичный синтез секрета.

4. Комплекс Гольджи (КГ) состоит из трех морфологических компонентов: уплощенных цистерн, микровакуолей и крупных цистерн. В растительных клетках цистерны отсутствуют. Такой КГ называют диктиосомой.

Особенность строения КГ состоит в том, что на своих мембранах он никогда не имеет рибосом.

Функции комлекса Гольджи:

1. Формирование первичных лизосом с их своеобразными мембранами и сложной структурной организацией гидролаз.

2. Формирование особых структур — пероксисом, ил микротелец, — пузырьков, ограниченных одинарной мембраной и содержащих каталазу, оксидазу Д-аминокислот, уротоксидазу и некоторые другие окислительные ферменты.

3. Сборка и «рост» мембран, которые затем окружают накапливающиеся продукты секреции, после чего они освобождаются из органеллы.

4. Обезвоживание, накопление, упаковка и транспорт продуктов секреции.

5. Синтез структурных компонентов клетки, таких, как, например, коллаген — компонент соединительной ткани.

6. Участие в синтезе желтка яйцеклеток и синтезе полисахаридов.

5. Лизосомы (от греч. лизис — растворение). Это одномембранные пузырьки, внутри которых находятся гидролитические ферменты, синтезированные на мембранах шероховатой эндоплазматической сети. Размеры составляют 0,2 – 0,8 мкм.

Функции лизосом:

1. Гетерофагическая — участие в гидролитичсекой обработке чужеродных веществ, поступающих в клетку при фагоцитозе и пиноцитозе (микрофаги).

2. Защитная — образование мощно развитой системы лизосомных аппаратов в свободных клеточных элементах (макрофаги) которые реализуют функции адаптивного иммунитета.

3. Участие во внутриклеточном пищеварении — главном способе питания первичных одноклеточных эукариотных клеток.

4. Функция эндогенного питания в условиях голодания многоклеточных организмов — переваривание с помощью лизосом части цитоплазматических структур и усвоение образующихся низкомолекулярных соединений на нужды энергетического обмена.

5. Специфическая аутофагия — при необходимости утилизация избытков секрета в клетке, а также как регулируемая деятельность лизосом в эмбриогенезе, в морфогенетических процессах и при дифференцировке клеток.

6. Полная клеточная аутофагия — при нарушении барьерной изоляции внутрилизосомальных протеолитических ферментов.

6. Вакуоли (от лат. vacuus — полый). Это одномембранные заполненные жидкостью полости в цитоплазме. Существуют разные типы вакуолей в клетках эукариот.

В растительных клетках содержатся особые вакуоли, которые сливаются и образуют одну большую, которая смещает содержимое клетки к стенке. Заполнены они клеточным соком — водным раствором органических и неорганических соединений. Могут содержаться пигменты. Оболочка этих вакуолей называется тонопластом. Возникают вакуоли из пузырьков, отделяющихся от эндоплазматической сети.

Вакуоли животных клеток более мелкие, бывают двух видов: сократительные и пищеварительные. Сократительные характерны в основном для пресноводных одноклеточных животных и водорослей. Они выводят излишки воды с продуктами метаболизма наружу. Образуются в комплексе Гольджи. Самое сложное строение сократительных вакуолей имеют инфузории.

Пищеварительные образуются временно для переваривания веществ и разных частиц, когда пиноцитозные и фагоцитозные пузырьки сливаются с лизосомами.

Функции вакуоли: поддержка тургора в клетке, которая оказывает содействие сохранению постоянной формы клетки, частичное переваривание, накопление запасных питательных веществ, токсичных продуктов метаболизма.

7. Ядро — является непременным компонентом почти для каждой клетки эукариот (за исключением эритроцитов, тромбоцитов млекопитающих, ситовидных трубок растений). Клетки, как правило, имеют одно ядро, но встречаются двухядерные (инфузории) и многоядерные (гепатоциты, мышечные клетки и т. п.). Каждый тип клетки имеет определенное постоянное соотношение между объемами ядра и цитоплазмы — ядерно-цитоплазматическое соотношение.

Ядра бывают разной формы и размеров. Обычная форма ядра — шарообразная, реже — другая (звездчатая, неправильная и т. п.). Размеры колеблются от 1 мкм до 1 см.

Некоторые одноклеточные (инфузории и т. п.) имеют два ядра: вегетативное и генеративное. Генеративное обеспечивает передачу генетической информации, вегетативное — регулирует синтез белков.

Покрыто двумя мембранами (внешней и внутренней) с ядерными порами, прикрытыми особыми тельцами; внутри — ядерный матрикс, состоящий из ядерного сока (кариоплазмы, нуклеоплазмы), ядрышек (одного или нескольких), рибонуклеопротеидных комплексов и нитей хроматина. Между двумя мембранами есть щель (от 20 до 60 нм). Внешняя мембрана ядра связана с эндоплазматической сетью.

Функции ядра: сохранение и передача генетической информации, организация и регуляция процессов обмена веществ, физиологических и морфологических в клетке (например, синтез белка).

8. Ядрышко это очень маленькая структура диаметром 1 – 5 мкм, которая локализуется в ядре. Состоит из комплекса РНК с белками (рибонуклеопротеидных фибрилл), внутреннеядрышкового хроматина и из предшественников субъединиц рибосом (гранул).

Функция ядрышек: синтез рибосом.

9. Хромосомы (от греч. хрома — цвет, сома — тело) ядерные структуры, в которых находятся гены, состоят из ДНК и белка. Кроме того, в состав хромосом входят ферменты и РНК.

10. Митохондрии ограничены двумя мембранами. Внешняя мембрана отделяет ее от гиалоплазмы. Обычно она имеет развитые контуры, не образует впячивания или складки. Внутренняя мембрана ограничивает собственно внутреннее содержимое митохондрии, ее матрикс. Характерной чертой внутренней мембраны митохондрий являются складки, которые имеют вид плоских гребней, или крист. Как межмембранное пространство, так и полость матрикса заполнены содержимым гомогенного строения. В матриксе иногда выделяются тонкие нити и гранулы.

Функции митохондрий :

1. Осуществление синтеза АТФ.

2. Расщепление углеводов и жирных кислот, причем на наружной мембране и в окружающей ее гиалоплазме идут процессы анаэробного окисления (гликолиз), а на внутренней мембране митохондрий происходят превращения в цикле трикарбоновых кислот и каскадный перенос электронов на кислород.

3. Осуществление синтеза белка. Митохондрии обладают полной системой синтеза белков, т. е. имеют свою специфическую ДНК, митохондриальную РНК и свои рибосомы.

11. Центриоли представляют собой гранулярные цилиндры диаметром около 0,15 мкм и длиной 0,5 мкм, локализирующиеся парами в клетке около ядра.

Функции: организация цитоскелета клеток. Участвуют в делении клеток, расходясь к полюсам клетки.

12. Пластиды (от греч. пластидис, пластос — сформированный, вылепленный) — двухмембранные органеллы фотосинтезирующих организмов (преимущественно растений). Имеют разную форму, окраску. Различают три вида:

Хлоропласты (от греч. хлорос — зеленый) — содержат в мембранах в основном хлорофилл, определяют зеленый цвет растений, находятся в зеленых частях растений. Длиной 5-10 мкм. Количество колеблется.

Основная функция — фотосинтез. В хлоропластах синтезируются также некоторые липиды, белки мембран.

Хромопласты (от греч. хрома — краска, цвет) — содержат цветные пигменты (каротины, ксантофиллы и др.), имеют немногочисленные тилакоиды, почти отсутствующую внутреннюю мембранную систему, находятся в цветных частях растения.

Функции: привлекают насекомых, других животных для опыления, распространения плодов и семян.

Лейкопласты (от греч. лейкое — белый) — это бесцветные пластиды, находятся в неокрашенных частях растения.

Функция: запасают питательные вещества, продукты метаболизма клетки. Содержат кольцевую ДНК, рибосомы, включения, ферменты. Могут быть почти полностью заполнены зернами крахмала.

13. Органоиды движения: ложноножки, жгутики, реснички.

Ложноножки, или псевдоподии (от греч. псеудос — ненастоящий, подос — нога) образуются в результате перетекания цитоплазмы. При этом образуются отростки разной формы. Характерны для многих одноклеточных (амебы, фораминиферы, радиолярии и т. п.), лейкоцитов животных. Псевдоподии обеспечивают об-волакивание твердых питатель-ных частиц — процесс фагоцитоза..


Рис. 2 – Строение клетки

Реснички и жгутики состоят из микротрубочек из сократительных белков, упорядоченных особым образом. На поперечном срезе имеют на периферии девять двойных микротрубочек, а в центре — две. Покрыты реснички и жгутики плазматической мембраной. Имеют диаметр около 0,25 мкм. Отличаются длиной (реснички короткие, жгутики — длинные) и характером движения (у жгутиков спиральный, у ресничек – мерца-тельный, волнообразный). Движения ресничек скоординированы.

Встречаются они у одноклеточных организмов, в клетках тканей многоклеточных (жгутик — у сперматозоидов, реснички — в мерцательном эпителии).

Функции ресничек и жгутиков: движение одноклеточных организмов, обеспече-ние пищей (жгутики пищеварительных клеток гидры и т. п.), осязательная и защитная функции (реснички клеток слизистой оболочки и т. п.).

14. Рибосомы – это сложные рибонуклеопротеиды (РНП), в состав которых входят белки и молекулы РНК. Их размеры составляют 15 – 35 нм в диаметре.

Функции рибосом: синтез белка.

Особенности строения клеток прокариот и эукариот (табл.1).

Таблица 1 — Сравнительная характеристика эукариот и прокариот:

Признак

Прокариоты

Эукариоты

Величина клетки.

От 0,5 до 5 мкм

До 40 мкм.

Оболочка клетки.

Есть, отличная по химическому строению от эукариот. В стенке – пептидогликан.

Есть, различны у расте-ний и животных, нет пептидогликана.

Плазматическая мембрана.

Есть.

Есть.

Мезосомы.

Есть.

Есть.

Цитоплазма.

Есть, движение отсутствует.

Есть, движение есть.

Мембранные органеллы — ЭПС, аппарат Гольджи, хло-ропласты, митохондрии, ли-зосомы, пероксисомы, ваку-оли.

Нет.

Есть.

Ядерная мембрана, наличие ядра.

Нет.

Есть.

Организация генетического материала.

1 молекула ДНК, кольцевая, находится в нук-леиде, не окружена ядерной мембраной; истинного ядра и хромосом нет.

Линейная ДНК, связанная белками – гистонами и РНК, образуют хромосомы, находящиеся в ядре.

Внехромасомные факторы наследственности (цитоплазматические).

Есть.

Есть.

Рибосомы в цитоплазме.

70 S.

80 S.

Включения.

Есть.

Есть.

Цитоскелет.

Нет.

Есть.

Жгутики.

Простые микротрубочки отсутст-вуют, напоминают 1 из мкротру-бочек оруженной плазматичес-кой мембраной.

Сложные, с микротру-бочками 2*9+2, окружены плазматической мембра-ной.

Способность к активизации движений.

Есть.

Есть.

Способность к эндоцитозу.

Нет.

Есть.

Размножение.

Бинарное деление.

Митоз, мейоз .

Скорость размножения.

1 деление в 20 минут.

1 деление в несколько минут .

Спорообразование.

Для сохранения вида – 1 спора.

Для размножения много спор.

Дыхание.

Бактерии – плазматической мембраной. Цианобактерии – в цитоплазматических мембранах.

В митохондриях.

Фотосинтез.

В мембранах, не имеющих спе-цифической упаковки; хлороп-ластов нет.

В сложноустроенных хло-ропластах с гранулами.

Способность к фиксации.

Есть у некоторых.

Неспособны.

Черты сходства и различия в строении растительных и животных клеток (рис. 3, табл.2).

Таблица 2 — Черты сходства и различия в строении растительных и животных клеток

Растительные клетки

Животные клетки

Черты различия

1. Оболочка толстая, упругая, состоит из целлюлозы – клетчатки.

2. Имеются пластиды.

3. Развитая система вакуолей или одна крупная центральная вакуоль.

1. Оболочка тонкая, представляет собой уплотненный слой цитоплазмы.

2. Пластиды отсутствуют.

3. Вакуоли обычно отсутствуют, в некоторых клетках развиты незначительно.

Черты сходства

Мембрана, цитоплазма, ядро с яреной мембраной, порами, ядерным соком, хромосомами, митохондрии (отличны по строению), рибосомы.

Рис. 3 – Строение растительной и животной клеток

Особенности прокариотических и неклеточных организмов (табл. 3).

Таблица 3 – Особенности строения прокариотических и неклеточных организмов

Прокариотическая клетка

Неклеточные формы жизни — вирусы

Бактерии

Сине – зеленые водоросли

1. Строение

1. Нет ядра, митохондрий, ЭПС, аппарата Гольджи

Вирус: внутри ДНК или РНК в виде спирали, снаружи белковая оболочка

2. Хромосома находится в цитоплазме

3. Размеры микроскопические

Бактериофаг – тело состоит из головки, хвостика и нес-кольких хвостовых отростков. Головка и хвостик покрыты белковой оболочкой. Внутри головки ДНК, внутри хвос-тика — канал

4. Форма различна

4. Хлорофилл, заключенный в мембраны, находится в ци-топлазме (нет хлоропластов)

5. Оболочка (из углеводов) может быть окружена сли-зью, внутренняя оболочка – мембрана

5. Оболочка прочная, состоит из углеводов

2. Размножение

Деление на две части (через 20 минут)

Деление клетки пополам

Включение генетического ма-териала вируса в геном хозя-ина – клетки хозяина начи-нают производить новые вирусы

3. Значение

1. В промышленности:

а) химическая – этиловые, бутиловые спирты, уксусная кислота, ацетон;

б) пищевая – масло, сыры, кислое молоко, квашеная капуста;

в) микробиологическая (фер-менты, кормовые белки, ле-карственные препараты

2. Возбудители заразных болезней

1. Индикаторы степени за-грязнённости воды

Вирусы: заболевания – корь, грипп, полиомиелит, оспа, мо-заичная болезнь, табак.

Бактериофаг используют для лечения бактериальных забо-леваний, дизентерия, тиф, холера

Задание для самостоятельной работы.

(выполняется в рабочей тетради)

1. Установите соответствие между группами и отдельными органоидами.

Органоиды Группы

1. Митохондрии А. Одномембранные

2. ЭПС Б. Двухмембранные

3. Клеточный центр В. Немембранные

4. Вакуоль

5. Аппарат Гольджи

6. Лизосомы

7. Рибосомы

8. Пластиды

2. Заполните кластер «Основные компоненты эукариотической клетки».

3. На основании каких основных признаков клетку считают эукариотической?

4. Заполните таблицу 4.

Таблица 4 – Сравнительная характеристика растительной и животной клеток

Признак

Растительная клетка

Животная клетка

Клеточная стенка

Резервное питательное вещество

Наличие пластид

Центриоли в клеточном центре

Наличие вакуолей

5. Дайте определения понятий: включения, органоиды.

6. Какие особенности строения ядра обеспечивают обмен веществ между ядром и цитоплазмой?

7. Вспомните, какие функции выполняют различные органоиды клеток. Заполните таблицу 5. Соотнесите название органоидов (левый столбик) с их функциями (правый столбик).

Таблица 5 – Функции клеток

А. Митохондрии

а) общая внутриклеточная циркуляционная система, по каналам которой осуществляется транспорт веществ.

Б. Рибосомы

б) этот органоид играет важную роль в делении клетки, от него начинается рост веретена деления.

В. Эндоплазматическая сеть.

в) имеются во всех клетках, обеспечивают последова-тельность поступления аминокислот во вновь создаю-щуюся полипептидную цепочку в соответствии с последовательностью антикодонов транспортных РНК.

Г. Лизосомы.

г) происходит синтез универсального источника энергии – АТФ.

Д. Клеточный центр.

д) одна из основных особенностей этого органоида – участие во внутриклеточном переваривании пищевых веществ.

8. Заполните схему «Процессы жизнедеятельности клетки»

9. Какие структурные элементы имеют клетки?

10. Почему нельзя считать ядро обязательным компонентом строения клеток организмов?

11. Что такое хромосомы?

12. Какую роль играют хлоропласты и вакуоли в жизни растительной клетки.

13. Опишите строение комплекса Гольджи.

14. Дайте определения понятий: нуклеоид, плазмида, бацилла.

15. Какие особенности строения и жизнедеятельности бактерий позволяют им переживать неблагоприятные условия?

Вопросы.

1. Функция двойного слоя липидов мембраны клетки.

2. Клеточное вещество, являющееся носителем наследственной информации.

3. Она находится между двумя плечами хромосомы.

4. ДНК, связанная с белками.

5. Ядерные белки, необходимые для правильной укладки ДНК.

6. Важнейшая структура в клетках эу-кариот, представляющая собой центр управ-ления клетки и хранилище информации в ней.

7. Белковые образования, по которым осуществляется транспорт различных ионов в клетку и из неё.

8. Мембрана, покрывающая каждую клетку в организме.

9. С их помощью клетка воспринимает различные воздействия на свою поверхность.

10. Плотно скрученная ДНК перед делением клетки.

11. Процесс обратный эндоцитозу, когда клетка избавляется от ненужных продуктов обмена.

12. Процесс проникновения в клетку пищевых частиц.

Вопросы.

1. Сеть, представляющая собой систему трубочек и полостей, пронизывающих цитоплазму клетки.

2. Маленький мембранный пузырёк, содержащий различные виды пищеварительных ферментов, способных расщеплять белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты.

3. ЭПС, на поверхности, которой идёт синтез углеводов и липидов.

4. Процесс, в результате кото-рого ферменты проникают внутрь изо-лированного участка и разрушают его, чтобы на месте мог быть построен но-вый.

5. Скопления веществ, которые клетка или использует для своих нужд, или выделяет во внешнюю среду.

6. ЭПС, на поверхности, кото-рой расположено множество рибосом.

7. Комплекс внутриклеточных цистерн, в которых накапливаются вещества синтезированные клеткой.

8. Растение, у которого в аппарате Гольджи накапливается клейкая слизь для ловли насекомых.

Вопросы.

1. Центр, в котором происходит сборка микротрубочек из белка тубулина.

2. Органоиды, необходимые для син-теза белка, состоящие из двух субъединиц.

3. Клеточный центр по-другому.

4. Густой бесцветный коллоидный раст-вор, содержащийся в клетке.

5. Основной белок, образующий центриоли.

6. Цилиндры, расположенные перпен-дикулярно друг другу.

7. Белковые нити, основа которых белок актин.

8. Сложная опорная система, находя-щаяся в цитоплазме эукариот.

Вопросы.

1. Органоиды, характер-ные только для растительных клеток.

2. Пластиды, содержа-щие хлорофилл.

3. Тилакоиды собранные в стопки.

4. Тип движения амёбы и лейкоцитов.

5. Пигмент в клетках листа.

6. Внутренняя среда хлоропласта.

7. Оранжевые и фиолетовые пигменты.

8. Органоиды клетки, участвующие в процессе клеточного дыхания и запасающие для клетки энергию в виде АТФ.

9. Многочисленные внутренние выступы и перегородки митохондрии, на которых происходит клеточное дыхание.

10. Пластиды, содержащие бесцветный пигмент.

11. Тип движения инфузории-туфельки.

12. Тип движения сперматозоидов и зелёной эвглены.

13. Плоские мешочки, формирующиеся из складок внутренней мембраны.

14. Один из типов движения.

15. Большой органоид каждой клетки водоросли.

Вопросы.

1. Основное размножение прокариот.

2. Клеточные впячивания внутри прока-риотических клеток.

3. Организмы, клетки которых используют в энергетическом обмене кислород воздуха.

4. Маленькие кольцевые двуцепочные моле-кулы ДНК.

5. Бактерии, способные усваивать азот из воздуха.

6. Древнейшие организмы, не имеющие клеточного ядра.

7. При наступлении неблагоприятных условий бактерии образуют …

8. Клетки, для которых кислород вреден.

Вопросы

1. Вещество, образующее наружные покровы у членистоногих.

2. Нитевидные структуры в один ряд клеток, образующие тело гриба.

3. Способ питания животных клеток.

4. Способ размножения грибов.

5. Запасное питательное вещество клеток грибов.

6. Организмы, питающиеся живой органикой.

7. Организмы, питающиеся органикой мёрт-вых существ.

8. Способ питания растительных клеток.

9. Запасное питательное вещество у растений.

Вопросы для повторения.

1. Какими основными чертами строения характеризуется эукариотическая клетка?

2. Какие структуры клетки называют включениями? Приведите примеры.

3. Что лежит в основе структурной организации клетки?

4. Как устроены мембраны клетки?

5. Какие функции выполняет наружная цитоплазматическая мембрана?

6. Какими путями осуществляется обмен веществ между клеткой и окружающей средой?

7. Что такое пиноцитоз?

8. Что такое фагацитоз?

9. Перечислите органоиды клетки и укажите их функции.

10. В чем различие между гладкой и шероховатой эндоплазматической сетью?

11. Какие органоиды клетки содержат ДНК и способны к самовоспроизведению?

12. Какие органоиды клетки содержат РНК?

13. В каких органоидах происходит фотосинтез?

14. В каких органоидах клетки осуществляется синтез АТФ?

15. Опишите строение ядра эукариотической клетки.

16. Что такое ядрышко?

17. Как осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой?

18. Что такое хроматин?

19. Как устроены и из чего состоят хромосомы?

Клетка животная ее строение, функции и локализация (Таблица, схема)

Органойд

Особенности строения органойдов животной клетки

Функции органойдов

Ядро животной клетки

1) оболочка (кариолемма):

— две мембраны, пронизанные порами

— между мембранами находится перенук­леарное пространство

— наружная мембрана связана с НПС

2) ядерные поры

— защита

— транспорт

— хранение генет информации

— регуляция процессов обмена веществ:

а) биосинтез

б) деление

в) активность клетки

3) ядерный сок: 

— по физическому состоянию близок к гиалоплазме

— по химическому состоянию содержит больше нуклеиновых кислот

 

4) ядрышки:

— немембранные компоненты ядра

— может быть одно или несколько

— образуются на определенных участками хромосом (ядрышковые организаторы)

— синтез рРНК

— синтез тРНК

— образование рибосом

5) хроматин – нити ДНК+белок

 

6) хромосома – сильно спирализованный хроматин, кт. содержит гены

Хромосома → 2 хроматиды (соединения в области центромеры) → 2 полухроматиды → хромонемы → микрофибриллы (30-45% ДНК+белок)

Хранение, передача и реали­зация наслед­ственной информации

7) вязкая кариоплазма

 

Эндоплазматическая сеть — ЭПС (ЭПР — ретикулум)

1) шероховатая (гранулярная) — поверхность покрыта рибосомами

синтез белка

— разграни­чительная

— транс­портная

— выведение из клетки ядовитых веществ

— синтез стероидов

2) гладкая (агранулярная) — покрыта липидами (гликоген и холестерин)

синтез и расщепление углеводов и липидов

Аппарат (комплекс) Гольджи (пластинчатый комплекс)

Уплощенные цистерны и канальца уложены в стопки (диктосомы)

— сортировка и упаковка макромолекул

— склад для хранения веществ

— образование первичных лизосом

— концентрация, освобождение и уплотнение межклеточного секрета

— синтез глико- и липопротеидов

— накопление и выведение из клетки веществ

— образование борозды деления при митозе

Видоизме­нённый аппарат Гольджи – акросома у спермато­зоидов

Хранение веществ, растворяющих оболочку яйцеклетки.

Лизосомы

Пузырек, заполне­нный пищевари­тельными (гидролити­ческими) ферментами

— перева­ривание поглощен­ного материала (клеточное пищеварение)

— распад продуктов обмена

— разрушение бактерий и вирусов

— автолиз (разрушение частей клетки и отмерших органелл)

— удаление целых клеток и межкле­точного вещества

Пероксисома

Пузырек, содержащий пероксидазу

окисление органических веществ

Сферосома

Овальный органоид, содержащий жир

синтез и накопление липидов

Вакуоль

Полость в цитоплазме, содержащая клеточный сок

Клеточный сок:

— это содержимое вакуоли – водный раствор различных органических и неорганических веществ

— основная часть Н2О – 70-90 %

— вакуольный сок имеет кислую реакцию

— химический состав клеточного сока различен. Зависит от вида растения, состояния клетки и расположения клетки в теле растения

— резервуар для H2O и растворенных соединений

— функция лизосом (пищева­ри­тельная вакуоль)

— осморе­гуляция и выделение (сократи­тельная вакуоль)

Митохондрии  

1) наружная (гладкая) мембрана имеет выпячивания – кристы

2) кристы – ферменты, участвующие в преобразовании энергии

3) внутреннее пространство – матрикс:

— ДНК

— рибосомы

— белки – ферменты

— РНК

Органеллы, в которых происходит процесс
аэробного дыхания.

— синтез АТФ

— синтез митохон­дриальных белков

— синтез нуклииновых кислот

— синтез углеводов и липидов

— образование митохон­дриальных рибосом

Рибосома

В типичной эукариотической клетке имеется порядка 50000 свободных рибосом

1) состоит из рРНК, белка и магния

2) две субъединицы: большая и малая

— представляют собой места синтеза белка (для внутриклеточного использования)

Центросома (клеточный центр)

1) состоит из 2-х центриолей и лучистой сферы

2) центриоли расположены перпендикулярно друг другу и образованы 9-ю триплетами микротрубочек

3) имеют свою собственную молекулу ДНК

— центриоли определяют полюса при делении клетки

— центросферы формируют короткие и длинные нити веретена деления

Микрофиламенты

Нитевидные структуры состоящие из белков актина и миозина.

— сократительная, обеспечивают подвижность клетки

— образуют цитоскелет

Микротрубочки

Нитевидные структуры животной клетки, состоящие из белка тубулина

— опорная

Микрофибриллы

Нити, состоящие из белка керотина

— опорная

Включения

Непостоянные компоненты: минеральные (соли), витаминные, пигментные

Непостоянные компоненты животной клетки, которые накапливаются и исчезают в процессе жизнедеятельности клетки

Трофические (питательные вещества):

— Углеводы (крахмала). Зерна крахмала находятся в лейкопластах (амилопластах)→цитоплазма→клетки

— Белки.  Находятся в семенах, кристалоподобных структурах в цитоплазме и ядре. Чаще накапливаются в вакуолях (в клеточном соке)

— Жиры. Находятся в гиалоплазме в виде бесцветных капель.

— секреторные (гормоны)

— экскреторные (продукты обмена):

а) оксалат кальция

б) карбонат кальция или кремнезем (кристалический песок)

Цитоплазма

Состоит главным образом из воды, в которой растворены разнообразные вещества, включая глюкозу, белки и ионы.

Цитоплазма пронизана цитоскелетом, образующим «каркас» клетки.

Плазмалемма (плазматическая мембрана)

Замыкает поверхность клетки и контактирует с окружающей средой.

Она обладает выборочной проницаемостью и регулирует перемещение растворенных веществ между клеткой и ее окружением. Плазматическая мембрана выполняет целый ряд функций, многие из которых обеспечиваются белками, входящими в ее состав.

Строение клетки — презентация онлайн

СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ
(для биохимического класса)
Пименова Анна Юрьевна
Учитель биологии ГБОУ «Школа № 2086»
ЮЗАО г. Москвы
2017-2018 учебный год
Строение клетки. Ткани
Все живые организмы состоят из клеток
Бактерии
Растения
Животные
Грибы
Строение клетки. Ткани
ОРГАНИЗМЫ
ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ
МНООГОКЛЕТОЧНЫЕ
Бактерии, одноклеточные
водоросли и грибы,
простейшие
Большинство растений,
грибов и животных
Строение клетки
Сравнение растительной и животной клетки
Ядро
Цитоплазма
Клеточная
мембрана
Клеточная стенка
Вакуоль
Хлоропласт
Строение клетки
КЛЕТКИ ЖИВОТНЫХ
Строение клетки
КЛЕТКИ ЖИВОТНЫХ
Плазматическая мембрана
Цитоплазма
Ядро
Эндоплазматическая сеть
(ЭПС)
Лизосома
Строение клетки
КЛЕТКИ ЖИВОТНЫХ
Рибосомы
Комплекс Гольджи
Митохондрии
Клеточный центр
Пиноцитозный пузырек
Строение клетки
Плазматическая мембрана
1
2
Особенности
строения:
• Двойной слой
фосфолипидов с
пронизывающим
его слоем белков
1 – два слоя
фосфолипидов
2 – белки
( поверхностные,
проникающие,
пронизывающие)
Строение клетки
Плазматическая мембрана
Функции:
Отграничивает
содержимое клетки
от окружающей
среды
Обеспечивает обмен
веществ
Поддерживает
постоянную форму
клетки
Барьерная функция
Пиноцитоз и
фагоцитоз
Строение клетки
Плазматическая мембрана
ФАГОЦИТОЗ
Захват плазматической
мембраной твёрдых частиц
и впячивание их внутрь клетки
ПИНОЦИТОЗ
Впячивание мембраны внутрь
клетки в виде тонкого канальца
в который попадает жидкость
Строение клетки
ЦИТОПЛАЗМА
Особенности строения:
Вязкое бесцветное вещество
Находится в постоянном
движении
Содержит органоиды –
постоянные структурные
компоненты м включения –
непостоянные структуры
клетки
Включения могут
находиться в виде капель
(жиры) и зерен (белки и
углеводы)
Строение клетки
ЦИТОПЛАЗМА
Функции:
Связывает все части клетки в
единое целое
Осуществляет
транспортировку веществ
В ней протекают
химические процессы
Выполняет опорную
функцию
Строение клетки
ЯДРО
Строение:
Ядерная оболочка
двумембранная,
пронизанная порами
Кариоплазма – светлая
вязкая жидкость
Ядрышко – сферическое
тельце изолированное или в
группах
Хроматин – вещество,
состоящее из длинных
нитей ДНК
Строение клетки
ЯДРО
Функции:
Ядерная оболочка – обмен
веществ между ядром и
цитоплазмой
Кариоплазма – среда для
ядерных структур
Ядрышко – образование
рибосом
Хроматин – в момент
деления клетки образует
хромосомы – хранение и
передача наследственной
информации
Строение клетки
ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ СЕТЬ
Строение:
система канальцев,
трубочек, пузырьков и
мембран, которые
расположены в
цитоплазме клетки.
В клетке есть две
разновидности ЭПС:
гранулярная, или
шероховатая и
агранулярная, или гладкая
эндоплазматическая сеть.
Строение клетки
ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ СЕТЬ
Функции:
Строение клетки
ЛИЗОСОМА
Строение:
• Лизосомы представляют
собой мембранные
пузырьки, содержащие
широкий спектр (более 40)
гидролитических
ферментов, чья основная
функция заключается во
внутрицитоплазматическом
переваривании
Строение клетки
ЛИЗОСОМА
Функции:
• Расщепление
органических
веществ
• Разрушение
отмерших
органоидов клетки
• Уничтожение
отработавших
клеток
Строение клетки
РИБОСОМА
Строение:
• мельчайшие органоиды
клетки немембранной
структуры, сферической
или слегка элипсоидной
формы, состоящие из
большой и малой
субъединиц
• нуклеопротеид,
состоящий из р-РНК и
белка
Строение клетки
РИБОСОМА
Функции:
• Обеспечивает синтез белка
(сборку белковой молекулы
из аминокислот)
Строение клетки
КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖИ
Строение:
• Комплекс Гольджи
представляет собой
стопку дискообразных
мембранных
мешочков (цистерн),
несколько
расширенных ближе к
краям, и связанную с
ними систему
пузырьков Гольджи.
Строение клетки
КОМПЛЕКС
ГОЛЬДЖИ
Функции:
• Главная функция комплекса Гольджи – сортировка проходящих
через него белков.
• Участвует в образовании лизосом.
• Участвует в транспорте продуктов биосинтеза к поверхности клетки
и выведении их из клетки.
Строение клетки
МИТОХОНДРИИ
Строение:
Митохондрия состоит из
• двух мембран — внешней и
внутренней,
• межмембранного пространства,
• внутреннего содержимого —
матрикса,
• крист, представляющих собой
выросты в матрикс внутренней
мембраны,
• собственной белоксинтезирующей системы: ДНК,
рибосом, РНК,
Строение клетки
МИТОХОНДРИИ
Функции:
• Синтез молекул ДНК,
энергетический
центр клетки;
• Синтез собственных
белков, нуклеиновых
кислот, углеводов и
липидов;
• Образование
собственных
рибосом
Строение клетки
КЛЕТОЧНЫЙ ЦЕНТР
Строение:
• Митотический центр, постоянная структура почти всех животных и
некоторых растительных клеток, определяет полюса делящейся
клетки
• Клеточный центр, или центросома— немембранный органоид в
клетках эукариот, состоит из двух центриолей и перицентриолярного
материала.
Строение клетки
КЛЕТОЧНЫЙ ЦЕНТР
Функции:
• Принимает участие в
делении клеток
животных и низших
растений, образуя
веретено деления;
• Формирует цитоскелет
(микротрубочки)
Строение клетки
• http://fb.ru/article/30677/en
doplazmaticheskaya-setstroenie-i-funktsii
• http://medicalplanet.su/gistol
ogia/lizosomi.html
MedicalPlanet

Пиноцитозные пузырьки — Справочник химика 21

    Неперевариваемые — вот еще одно выражение, которого нам так недоставало. Что же происходит, в сущности, с пиноцитозными пузырьками внутри клетки Конечно, маловероятно, что пиноцитоз и фагоцитоз — это в полном смысле слова обращение процесса экструзии. Пиноцитозные пузырьки (это относится и к фагоцитозу) остаются свободными внутри клетки более или менее продолжительное время, а вовсе не сливаются снова с цистернами Гольджи, входящими в состав диктиосом. Если они содержат только воду, они постепенно отдают ее окружающей цитоплазме  [c. 238]
    Пиноцитозные пузырьки образуют окаймленные ямки в плазматической мембране [41] [c.411]

    По своей ультраструктуре тонопласт очень близок к пиноцитозным пузырькам. В обоих случаях имеется элементарная мембрана, ограничивающая некоторый объем, заполненный водой с растворенными в ней веществами — солями или органическими соединениями. Это родство еще сильнее подчеркивается наличием процесса, который описан в конце предыдущего раздела (пиноцитозные пузырьки, исходящие из плазмалеммы, пересекают цитоплазму и изливают свое содержимое в центральную вакуоль см. рис. 106). [c.242]

    Недавно была выдвинута для обсуждения новая гипотеза. Она исходит из данных электронной микроскопии. Рассмотрим эти данные. Есть основания полагать, что предшественники пластид и митохондрий отшну-ровываются в виде маленьких пузырьков от плазмалеммы, подобно пиноцитозным пузырькам, но, разумеется, с другим содержимым (рис. 115). Именно из них в дальнейшем образуются пропластиды и промитохондрии, [c.260]

    Синтез и секреция Т3 и Т4 контролируются тиролиберином и тиротропином. Тиротропин оказывает следующие эффекты стимулирует активный транспорт 1 против 500-кратного градиента в полость фолликула за счет цАМФ-зависимого фосфорилирования белков клеточных мембран усиливает транскрипцию и трансляцию тироглобулина стимулирует рост эпителиальных клеток, формирующих фолликулы, а в фолликулярном коллоиде — иодирование тирозилов по аденилатциклазному механизму стимулирует синтез Т3, Т4 (аналогично действуют адреналин и РСЕ2) стимулирует секрецию иодированного тироглобулина путем пиноцитоза и отщепления Т3 и Т4 при слиянии пиноцитозных пузырьков с мембранами лизосом (протеолитическим путем), а также поступление Т3 и Т4 в кровь и лимфу. [c.401]

    Своеобразную роль играют лизосомы в клетках щитовидной железы, которые путем пиноцитоза поглощают тиреоглобулин (разд. 5.9. 8). Образовавшиеся пиноцитозные пузырьки ели- [c.199]

    Пиноцитозные пузырьки образуют окаймлегшьге ямки в плазматической мембране 411 Окаймленные ямки содержат клатрин 412 Существуют по крайней мере два типа окаймленньгх пузырьков 413 [c.514]

    Цитоплазма макрофагов имеет более плотный вид, чем у моноцитов, за счет большего количества свободных рибосом и полисом, но особенно вследствие появления огромного числа фагоцитарных вакуолей, первичных и вторичных лизосом, муль-тивезикулярных телец, остаточных телец разного типа, в том числе миелиновых. В цитоплазме часто видны обломки различных клеток (чаще нейтрофилов) и целые эритроциты. На периферии много пиноцитозных пузырьков, более крупные вакуоли, по-видимому, представляют собой глубокие инвагинаты поверхности клеток. ГЭР развит лучше, чем у моноцитов, но значительно слабее, чем у фибробластов он представлен узкими короткими разъединенными цистернами с умеренным числом фиксированных рибосом. В некоторых макрофагах обычно на одном из ПОЛЮСОВ ( в отличие от фибробластов) определяется сравнительно выраженный ГЭР с цистернами канальцевого типа. Пластинчатый комплекс также развит лучше, чем у моноцитов. Обычно он представлен плоскими цистернами и ва- [c.44]


    Секреция Гз и Г4 идет путем пиноцитоза. При этом на апикальной стороне эпителиальных клеток происхо- дит захват частичек коллоида (вместе с йодированным тиреоглобулином). Частички окружаются мембраной эпителиальной клетки и поступают в цитоплазму в виде пиноцитозных пузырьков. При слиянии пузырьков с ли-зосомами эпителиальнол клетки тиреоглобулин расщепляется, Гз и Г4 через базальную мембрану секретируют ся в кровь и лимфу. Вместе с Гз и Т4 могут секретироч [c.92]

    Тиреотропный гормон и другие факторы, повышающие концентрацию цАМФ в щитовидной железе, стимулируют пиноцитоз коллоида — процесс образования и движения пиноцитозных пузырьков. Таким образом,, тиреотропин ускоряет не только биосинтез, но и секрецию Т.г VI Т . [c.93]

    Висцеральная гладкая мускулатура беспозвоночных построена из ГМК. В эволюции, как считает А.А.Заварзин (1985), она произошла из эпителиально-мышечных клеток или оседлых слеток первичных паренхим предков многоклеточных животных. Висцеральная мускулатура беспозвоночных представлена клетками двух типов. У одного типа хорошо выражены плотные тела (аналоги линий 2), к которым прикрепляются тонкие филаменты. У клеток другого типа плотные тела не выражены. Последний тип плохо изучен. У миоцитов I типа миозиновые нити свободно лежат в цитоплазме, а актиновые закреплены. На поперечных срезах миоцитов не видно расположенных по окружности тонких нитей вокруг толстых миозиновые нити, по-видимому, могут взаимодействовать с разным числом актиновых филаментов. Часть толстых нитей имеет пармиозиновый стержень, на который наслаивается миозин. Оформленные миофибриллы и саркомеры у них отсутствуют. На боковых поверхностях ГМК встречаются трубкообразные впячивания (аналоги Т-системы), а также пиноцитозные пузырьки. Ядро находится в центре клетки. При сокращении поверхность клеток становится неровной, с выпуклостями вследствие сокрашения филаментов, закрепленных плотными телами наискось. В этих клетках есть десмосомы и щелевые контакты. Клетки объединяются в пучки. Таким образом, висцеральная мускулатура беспозвоночных имеет много общего с таковой позвоночных и демонстрирует параллельное развитие этой ткани в эволюции, но существуют и определенные отличия, в основном приспособительного характера. [c.135]


Каковы особенности строения и функции ядра клетки и цитоплазмы?

Цитоплазма – обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром. Цитоплазма включает различные органоиды. Пространство между ними заполнено цитозолем – вязким водным раствором различных солей и органических веществ, пронизанным системой белковых нитей – цитоскелетом. В состав цитоплазмы входят следующие органоиды: эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, пластиды, комплекс Гольджи, лизосомы, органоиды движения и др. большинство химических и физиологических процессов клетки проходит в цитоплазме. Вновь синтезированные белки и другие вещества перемещаются внутри клетки или выводятся из нее.

Лизосомы. Попадая в цитоплазму, пиноцитозные и фагоцитозные пузырьки передвигаются в ней и сливаются с лизосомами. Эти мембранные органоиды клетки имеют овальную форму и диаметр 0,5мкм. В них находится набор ферментов, которые разрушают белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды. Фрменты лизосом расщепляют принесенные пиноцитозными или фагоцитозными пузырьками полимерные соединения до мономеров, усваиваемых клеткой.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) и рибосомы. Эндоплазматическая сеть является системой синтеза и транспорта органических веществ в цитоплазме клетки, представляющая собой ажурную конструкцию из соединенных полостей, канальцев и трубочек. Они ограничены мембраной, сходной по строению с плазматической мембраной.

К мембранам эндоплазматической сети прикреплено большое число рибосом – мельчайших органоидов клетки, имеющих вид сферы с диаметром 20 нм и состоящих из р-РНК и белка. На рибосомах происходит синтез белков. Затем вновь синтезированные белки поступают в систему полостей и канальцев, по которым перемещаются внутри клетки. В цитоплазме клетки есть и свободные, не прикрепленные к мембранам эндоплазматической сети рибосомы. Как правило, они располагаются группами, на них тоже синтезируются белки, используемые самой клеткой.

Комплекс Гольджи. Поступающие в просветы полостей и канальцев эндоплазматической сети продукты биосинтеза концентрируются в специальный аппарат – комплекс Гольджи.

Этот органоид, имеющий размер 5-10 мкм, состоит из 3-8 сложенных стопкой, уплощенных, слегка изогнутых, дискообразных полостей. Он выполняет в клетке разнообразные функции: участвует в транспорте продуктов биосинтезе к поверхности клетки и в выведении их из клетки, в формировании лизосом и т.д.

Митохондрии. В цитоплазме клеток животных и растений расположены так называемые энергетические органоиды – митохондрии. Число митохондрий зависит от функциональной активности клетки и может достигать десятка тысяч в летательных мышцах насекомых.

Внутри митохондрий находятся РНК, ДНК и рибосомы, отличающиеся от цитоплазматических. В ее мембраны встроены специфические ферменты, с помощью которых в митохондрии происходит преобразование энергии пищевых веществ в энергию АТФ, необходимую для жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Пластиды. Это органоиды, свойственные только клеткам растений. Существует три вида пластид: зеленые хлоропласты, цветные хромопласты и бесцветные лейкопласты. Благодаря хлорофиллу в хлоропластах происходит превращение энергии солнечного света в химическую энергию АТФ. Энергия АТФ используется в хлоропластах для синтеза органических соединений, в первую очередь углеводов.

Хромопласты. Пигменты красного и желтого цвета, находящиеся в хромопластах, придают различным частям растений красную и желтую окраску. Лейкопласты являются местом накопления запасного питательного вещества – крахмала.

Наконец, следует сказать о многочисленных включениях в цитоплазме. Включениями называют непостоянные структуры цитоплазмы, которые в отличие от органоидов то возникают, то исчезают в процессе жизнедеятельности клетки.

Строение ядра. В клетке животных, высших растений и грибов находится, как правило, одно ядро. Оно имеет форму шара с диаметром от 3 до 10 мкм. Ядро окружено оболочкой, состоящей из двух мембран, каждая из которых подобна плазматической мембране. Через них осуществляется активный обмен веществами между ядром и цитоплазмой. Размеры пор позволяют проникать из ядра в цитоплазму даже крупным молекулам и частицам.

В ядре хранится наследственная информация не только о всех признаках и свойствах данной клетки, о процессах, которые должны протекать в ней, но и о признаках организма в целом. Информация записана в молекулах ДНК, которые являются основной частью хромосом. Кроме того, в состав хромосом входят различные белки.

В ядрах всегда присутствует одно или несколько ядрышек. Ядрышко формируется определенными участками хромосом; в нем образуются рибосомы. Ядро благодаря наличию в нем хромосом, содержащих наследственную информацию, выполняет функции центра, управляющего всей жизнедеятельностью и развитием клетки.

Живая клетка обладает рядом свойств: способностью к обмену веществ и размножению, раздражимостью, ростом и подвижностью, на основе которых осуществляются функции целого организма.

Цитоплазма и ядро клетки состоят из веществ, которые поступают в организм через органы пищеварения. В процессе пищеварения происходит химический распад сложных органических веществ с образованием более простых соединений, которые с кровью приносятся к клетке. Энергия, выделяющая при химическом распаде, идет на поддержание жизнедеятельности клеток.

Пиноцитоз: определение и примеры — видео и стенограмма урока

Как работает пиноцитоз?

Так как же работает пиноцитоз? Сам процесс довольно прост, поскольку на самом деле он затрагивает только клеточную мембрану, везикулу и лизосому. Давайте рассмотрим это шаг за шагом:

1. Клеточная мембрана позволит жидкости, которую она хочет принять, протолкнуться внутрь, вызывая трещину в мембране.

2. Жидкость заполняет прорезь, и изгиб становится больше.

3. В конце концов, мембрана отщипывает его, задерживая жидкость внутри пузырька, который теперь находится внутри клетки.

Это похоже на надувание воздушного шара. Вы вдуваете в него воздух, прежде чем, наконец, отщипываете его и завязываете, удерживая воздух внутри.

Здесь мы видим возникновение пиноцитоза. Обратите внимание на растворенные вещества (растворенные вещества), которые попадают вместе с жидкостью.

Как только везикула образуется вокруг жидкости, она перемещается, пока не соединится с лизосомой.Лизосома — еще одна органелла в клетке, которая несет кислые ферменты, которые помогают расщеплять пищу и пищевые частицы. Лизосома прикрепляется к везикуле и помогает расщеплять то небольшое количество растворенных веществ и пищевого материала, которое уловила везикула. Опять же, количество энергии (АТФ), которое здесь вырабатывается, невелико, и этот процесс обычно происходит как способ избавиться от продуктов жизнедеятельности, образующихся где-то еще.

Краткое содержание урока

Внешняя часть клетки покрыта и защищена полупроницаемой липидной мембраной.Мембрана помогает удерживать содержимое клетки внутри, а посторонние вещества снаружи. Иногда клетка будет захватывать жидкость извне через пиноцитоз . Этот процесс включает в себя небольшое углубление в клеточной мембране, которое позволяет жидкости проникать в клетку. В конце концов, достаточно жидкости попадает внутрь, и клеточная мембрана защемляется, оставляя жидкость в пузырьке. Эта везикула соединяется с лизосомой, которая несет с собой ферменты, расщепляющие все растворенные вещества, находящиеся в везикуле.Помните, что пиноцитоз возникает не с крупными частицами пищи, а скорее с жидкостью, в которой есть растворенные вещества, которые уже были расщеплены в другом месте.

Пиноцитоз — обзор | Темы ScienceDirect

11.2.1 Механизм клеточного поглощения

Трансклеточные и параклеточные пути являются основными путями всасывания перорально вводимых лекарств. Однако параклеточный путь не имеет большого значения в случае наночастиц, поскольку маловероятно, что частицы размером более 1 нм нарушат плотные соединения белков.Однако соединительные белки можно обратимо модифицировать, чтобы открыть мембранные барьеры для улучшения пероральной доставки лекарств. Агенты, используемые для этой цели, могут взаимодействовать либо напрямую с белками плотных контактов и поверхностными рецепторами, либо опосредованно усиливать доставку за счет хелатирования кальция, тем самым нарушая соединения. Для разработки эффективных оральных наночастиц важно различать их взаимодействие с клеточными системами для понимания механизма, лежащего в основе клеточного поглощения наночастиц (Комарова и Малик, 2010).

Доставка лекарств на основе наночастиц разработана с целью точной доставки лекарств в определенные органы, ткани и клетки-мишени. Для достижения этого большое значение приобретает перемещение наночастиц через барьер плазматической мембраны. Плазматическая мембрана жизненно важна для нормального функционирования клеток. Он также принимает участие в важнейших функциях, таких как клеточная адгезия, коммуникация и деление. Эндоцитоз играет ключевую роль в регуляции этой активности (Chauhan and Jain, 2013).Эндоцитоз — это механизм поглощения клетками, который включает пиноцитоз или фагоцитоз. Процесс влечет за собой образование новых пузырьков на клеточной мембране, сопровождающееся включением белков, липидов и внеклеточных жидкостей. Пиноцитоз и фагоцитоз связаны с поглощением жидкости и крупных твердых частиц соответственно. Тип используемого процесса эндоцитоза определяется размером эндоцитарной везикулы, природой материала и механизмом образования везикул.Неоднородность эндоцитарных путей обеспечивает возможность интернализации пакетов материала в различные внутриклеточные местоположения.

Фагоцитоз осуществляется моноцитами / макрофагами, нейтрофилами и дендритными клетками, которые часто называют профессиональными фагоцитами. Обычно клетки / частицы сначала опсонизируются, то есть покрываются белками (опсонинами), такими как иммуноглобулины, что заставляет их распознаваться фагоцитами до фагоцитоза (Aderem and Underhill, 1999).Впоследствии взаимодействие рецепторов на поверхности клетки и лигандов (опсонинов) запускает клеточный захват макромолекул. Некоторые из важных рецепторов, участвующих в фагоцитозе, — это семейство рецепторов Fc для IgG (FcγRI, FcγRIIA и FcγRIIA), рецепторы комплемента (CR1, CR3 и CR4) и интегрин α5β1 (Underhill and Goodridge, 2012). Точно так же важные опсонины включают антитела, ацетилхолин, фибронектин и ламинин. Помимо опсонизации, взаимодействие между клетками и поверхностями наночастиц также может запускаться силами притяжения, такими как Ван-дер-Ваальсово, электростатическое, ионное и гидрофобное / гидрофильное взаимодействие (Owens and Peppas, 2006).Клетки или частицы размером до десятков микрометров могут быть включены посредством фагоцитоза.

На поглощение частиц эндоцитами сильно влияют размер, форма, состав, покрытие поверхности, заряд, клеточная среда, взаимодействие с другими клетками, возраст и тип клеток (Chithrani et al., 2006; Rejman et al. , 2004; Sun et al., 2005; Nativo et al., 2008). Оптимальный размер частиц, необходимый для эффективного эндоцитозного процесса, определяется типом клеток. Например, альвеолярные макрофаги поглощают частицы в диапазоне 3–6 мкм, тогда как сообщается, что мононуклеарные клетки периферической крови поглощают частицы в диапазоне 0.Диапазон 3–1,1 мкм (Hirota et al., 2007; Pratten and Lloyd, 1986). Было показано, что краевой угол между частицей и поверхностью мембраны оказывает значительное влияние на фагоцитоз. Различные формы наночастиц будут генерировать разные углы и, следовательно, по-разному влиять на процесс поглощения эндоцитами (Sharma et al., 2010). Например, когда эллиптическая дискообразная частица прикрепляется к мембране перпендикулярно вдоль ее длинной оси, угол контакта невелик, и частица поглощается после того, как симметрично покрывается мембраной (Champion and Mitragotri, 2006).Точно так же вытянутые эллипсоиды с большой осью 0,35–2 мкм и малой осью 0,2–2 мкм демонстрируют самую высокую скорость прикрепления, но самую низкую скорость интернализации по сравнению со сфероидальными частицами с радиусом 0,26–1,8 мкм и сплюснутыми эллипсоидными наночастицами с большой осью 0,35–2 мкм. 2,5 мкм и малая ось 0,2–2 мкм (Toy et al., 2014). С другой стороны, когда короткая ось перпендикулярна мембране, угол контакта и количество точек контакта с мембраной увеличиваются, что приводит к нарушению охвата.Таким образом, высокий уровень привязанности не обязательно означает высокий уровень интернализации. Однако в диапазоне размеров длинной оси 2–3 мкм максимальное прикрепление к клеткам имеет место, несмотря на большой угол контакта, что приводит к успешному поглощению (Doshi and Mitragotri, 2010). Благодаря симметричной форме сферических частиц их интернализация не зависит от угла смачивания.

В отличие от фагоцитоза, пиноцитоз осуществляется всеми типами клеток и, в зависимости от типа клеток, происходит через четыре различных механизма (Yameen et al., 2014):

микропиноцитоз,

клатрин-опосредованный эндоцитоз,

опосредованный кавеолами эндоцитоз и

клавола. -независимый эндоцитоз.

См. Таблицу 11.1 для обзора различий между этими четырьмя процедурами.

Таблица 11.1. Пути захвата пиноцитоза

0

9001
не зависит от прямого действия рецептора или молекулы лиганда

Процесс, управляемый актином, приводит к образованию выступов на внешней мембране клетки.Выступы сливаются с клеточной мембраной и образуют макропиносомы и интернализируют большие объемы внеклеточной жидкости

Размер макропиносом составляет> 1 мкм

Макропиноцитоз Клатрин-опосредованный эндоцитоз Кавеол-опосредованный эндоцитоз Клатрин- и кавеол-независимый эндоцитоз

Возникает за счет специфического взаимодействия рецептор-лиганд или неспецифический эндоцитоз

При специфическом кларитрине-опосредованном эндоцитозе ямки, покрытые оболочкой, образованы трансмембранными рецепторами и объектами, покрытыми белками цитозольной оболочки (кларитрин).С помощью белка динамина GTPase покрытые ямки втягиваются, образуя пузырьки. Белок динамин окружает шейку новообразованной инвагинации

Неспецифический эндоцитоз включает гидрофобные взаимодействия с клеточной мембраной

Везикулы имеют размер 100–120 нм

Процесс очень высок. регулируется и включает сложные сигнальные пути.

Кавеолы ​​образуют инвагинации в форме колб (статические структуры) во внутренней плазматической мембране, состоящие из гликофосфинголипидов и большого количества холестерина.Кавеолин-1 — это димерный белок, отвечающий за придание формы и структуры везикулам. Отщепление кавеол от мембраны опосредуется GTPase Dynamin

Размер пузырьков составляет приблизительно 50–100 нм

Работает независимо от рецепторов или материальных стимулов

Не требует белков оболочки для образования и интернализации пузырьков; однако актин и связанные с актином белки являются важными элементами для образования пузырьков

Fate

Макропиносомы чувствительны к цитоплазматическому pH.Они могут окисляться, сжиматься или сливаться с лизосомным компартментом или даже возвращать свое содержимое на поверхность.

Пост-релиз зависимые от ауксилина и HSC70 белки опосредуют разборку клатриновой ямки

Везикулы без покрытия направляются либо в ранние эндосомы, либо возвращаются на поверхность плазматической мембраны

Везикулы также могут быть переносится на более зрелые эндосомы, а затем в лизосомы и мультивезикулярные тельца

Покрытые оболочкой белки, известные как кавины, вместе с кавеолинами регулируют образование кавеол и их расположение

Кавеолы ​​эндотелиальных клеток участвуют в трансэндотелиальном транспорте, который исследованы для доставки наночастиц в субэндотелиальные ткани

Первоначально эндоцитозированный материал заключен в кавеосомах.Нейтральный pH кавеосом предотвращает воздействие гидролитической среды лизосом. Транспортировка кавеосом в аппарат Гольджи и эндоплазматический ретикулум может быть исследована для целевой доставки терапевтических агентов. поздние эндосомы и лизосомы

Груз также может попасть в сеть транс-Гольджи или может быть переработан обратно в плазматическую мембрану

Примеры

Апоптоз этим путем попадают фрагменты клеток, вирусы и бактерии

Поглощение и перенос липопротеинов низкой плотности происходит этим путем

Хитозан и PLGA также используют клатрин-зависимый эндоцитоз

Используется в тернализация фолиевой кислоты, альбумина и холестерина

Кавеолы ​​участвуют в различных клеточных функциях, таких как гомеостаз холестерина, белковый эндоцитоз и передача сигналов

Кавеолы ​​в большом количестве присутствуют в гладких мышцах, адипоцитах, эндотелиальных клетках. клетки и фибробласты

Полиплексы саморазветвленных и трисахарид-замещенных наночастиц хитозановых олигомеров были исследованы для доставки;

ДНК

Вирус мозаики коровьего гороха

Разработка вакцины

Визуализация сосудов in vivo

Нацеленная доставка тканей

HSC70 , аналог теплового шока 70; PLGA , поли (лактид- со -гликолидом).

Перед взаимодействием с клеточной мембраной при попадании в биологическую среду наночастицы подвергаются воздействию жидкостей организма, которые содержат различные биомолекулы, такие как белки, сахара и липиды. Впоследствии наночастицы покрываются биомолекулами, образуя структуру, известную как белковая корона (Treuel and Nienhaus, 2012). Таким образом, рецепторы клеточной поверхности не взаимодействуют напрямую с голыми частицами. Это покрытие может оказать заметное влияние на процесс поглощения наночастиц.При пиноцитозе в клеточной мембране образуется впячивание, которое в конечном итоге разъединяется с образованием пузырька, включающего интернализованные материалы. Везикулы обладают рецепторными белками для распознавания конкретных химических групп, присутствующих на молекулах, которые необходимо интернализовать. Следовательно, если белок, адсорбированный на наночастицах, активирует рецепторы клеточной поверхности, они будут усиливать процесс поглощения. Напротив, белки, проявляющие слабое сродство к рецепторам клеточной поверхности, будут снижать процесс захвата. Это свойство было исследовано для улучшения доставки лекарств путем покрытия наночастиц лигандами, которые связываются со специфическими рецепторами и, следовательно, усиливают их интернализацию.Например, конъюгация лектинов с полимерными наночастицами увеличивает их опосредованное клатрином поглощение слизистой оболочкой кишечника (Zhang et al., 2006). Аналогичным образом, покрытые кобаламином наночастицы, содержащие инсулин, вводимые перорально, как сообщалось, вызывают фармакологический ответ, превышающий 80% ответа, достигаемого подкожным путем, из-за связывания кобаламина с внутренним фактором в ЖКТ (Pharmaceuticals, Inc., 2010).

С другой стороны, экзоцитоз включает слияние внутренних пузырьков с плазматической мембраной и транспорт молекул во внеклеточное пространство (Doherty and McMahon, 2009).И эндоцитоз, и экзоцитоз динамичны и хорошо регулируются (Steinman et al., 1983). Поскольку наночастицы выводятся в основном печенью и селезенкой, их экзоцитоз из клеток в целом и печени и селезенки в частности имеет первостепенное значение для биобезопасности этих частиц. Более мелкие наночастицы с более медленным временем обертывания и наночастицы в форме стержней демонстрируют более быстрый экзоцитоз, чем сферические частицы. Влияние различных факторов на экзоцитоз хорошо освещено Oh et al.(Ой и Парк, 2014).

11.2.2 Биораспределение

Водонерастворимые полимеры, образующие стабильные наночастицы, вероятно, будут демонстрировать лучшие характеристики поглощения, чем менее стабильные наночастицы, образованные из полиэлектролитных комплексов, из-за их быстрой диссоциации, даже если они диссоциируют не полностью. Поглощение полимера определяется его физико-химическими свойствами, такими как молекулярная масса, гидрофобность и конформация. Физико-химические свойства наночастиц, включая размер, поверхностный заряд и химию поверхности, важны не только для абсорбции, но также влияют на их фармакокинетику и биораспределение, которые, в свою очередь, определяют терапевтический эффект и потенциал токсичности наночастиц (Plapied et al., 2011).

Захват наночастиц происходит через М (микроскладчатые) клетки или абсорбирующие энтероциты. Поглощение М-клетками приводит к их трансцитозу рядом с иммунными клетками и, вероятно, к доставке в лимфоидную ткань и лимфоидные клетки, ассоциированные с кишечником (Brayden et al., 2005). С другой стороны, поглощение абсорбирующими энтероцитами направляет их в кровоток. М-клетки и абсорбирующие энтероциты демонстрируют повышенный потенциал импорта для гидрофобных и гидрофильных наночастиц соответственно (LeFevre et al., 1985; des Rieux et al., 2005). Преимущества наночастиц при лечении заболеваний могут быть реализованы только в том случае, если они остаются в кровотоке достаточно долго, чтобы достичь целевого терапевтического участка действия. Однако опсонизация наночастиц-носителей лекарств открывает путь для их удаления мононуклеарной фагоцитарной системой (MPS), которую также называют ретикулоэндотелиальной системой (RES). Голые наночастицы (не ПЭГилированные) быстрее удаляются органами MPS (печенью и селезенкой) из-за отсутствия скрытых свойств.Наночастицы-невидимки, напротив, демонстрируют благоприятные профили биораспределения (Panagi et al., 2001). Поэтому для уменьшения клиренса MPS обычно используется ПЭГилирование. Полиэтиленгликоль (ПЭГ) образует гидратированную фазу на поверхности наночастиц и предотвращает их поглощение клетками макрофагов. Тем не менее, стоит отметить, что количество ПЭГ, которое можно использовать в составе, ограничено его токсичностью (Zhang et al., 2014). Для ПЭГилированных наночастиц скорость клиренса и окончательного биораспределения зависит от нескольких факторов, помимо размера частиц.Moghimi et al. сообщили о более быстром удалении частиц (как ПЭГилированных, так и непэгилированных) с гидродинамическими радиусами более 200 нм по сравнению с частицами с радиусами менее 200 нм (Moghimi et al., 2001). Аналогичным образом, ПЭГилированные наночастицы с гидродинамическим радиусом менее 150 нм демонстрировали высокое поглощение в костном мозге кроликов, тогда как частицы размером 250 нм были изолированы в основном в селезенке и печени (Porter et al., 1992). Это предполагает механизм фильтрации при удалении более крупных частиц селезенкой и печенью, посредством чего мелкие частицы просеиваются в костный мозг (Moghimi et al., 1993). Другая гипотеза, объясняющая различия в захвате и биораспределении стелс-частиц, — это специфичность опсонинов только к определенному типу фагоцитов. Например, Moghimi и Patel предположили, что высокое накопление липосом, богатых холестерином, в селезенке происходит из-за присутствия опсонинов, специфичных для фагоцитов селезенки (Moghimi and Patel, 1988). Напротив, опсонины, специфичные для клеток Купфера, могут обладать большими сайтами связывания для связывания крупных частиц, которые впоследствии секвестрируются в печени.Другие факторы, влияющие на окончательное биораспределение и скорость выведения наночастиц, включают толщину, заряд, поверхностную плотность, функциональную группу и характеристики конформации ПЭГ. В настоящее время имеется ограниченное понимание влияния этих факторов на биораспределение и клиренс из-за высокой сложности, связанной с отбором моделей на животных (внутри- и межвидовые вариации), а также вариабельности, связанной с сырьем, используемым для производства наночастиц ( Ли и Хуанг, 2008 г .; Портер и др., 1992). Несмотря на эти ограничения, из большинства исследований биораспределения можно сделать два обобщения. Во-первых, наночастицы полимера ПЭГ с большей молекулярной массой демонстрируют более длительный период полураспада в кровотоке in vivo (Gref et al., 1995), и, во-вторых, наночастицы без покрытия накапливаются в основном в печени и селезенке, в то время как наночастицы с покрытием (ПЭГилированные) распределяются в основном в селезенка. (Owens and Peppas, 2006)

Соотношение сторон (AR) наночастиц также влияет на разделение во время биораспределения и играет важную роль в органо-специфическом поглощении наночастиц.Шукла и др. (2015) приготовили два набора вируса табачной мозаики (TMV) на основе составов наночастиц с постоянным диаметром и одинаковой поверхностью, но с различной AR, чтобы сравнить их биораспределение и свойства нацеливания на опухоль. Композиции Stealth TMV были приготовлены с помощью ПЭГилирования для подавления иммунной регуляции, тогда как целевые композиции были получены путем отображения циклического пептидного лиганда, нацеленного на интегрин [RGD (Arg-Gly-Asp)], посредством промежуточного спейсера PEG. ПЭГилированные наночастицы демонстрируют более длительное время пребывания в кровотоке и пассивно накапливаются в опухолях за счет эффекта повышенной проницаемости и удерживания (EPR).Частицы с наименьшей AR (AR: 3,50) благодаря их способности диффундировать через эндотелий в опухоль накапливались в опухолевых клетках в большем количестве, чем частицы с более высокой AR. Напротив, частицы, меченные RGD с самым низким AR, быстро выводились макрофагами и были менее эффективны в нацеливании на опухоль. Частицы AR среднего размера (130 × 18 нм 2 , AR: 7) демонстрировали наибольшее накопление опухоли, поскольку они могли уклоняться от иммунной системы (Shukla et al., 2015). Оптимальный размер наночастиц, предназначенных для нацеливания на опухоли, составляет около 20 нм (Wittrup et al., 2012). Сферические частицы демонстрируют преимущественное поглощение макрофагами по сравнению с длинными наноцепями, обладающими высоким AR. Более низкое поглощение печенью длинных наноцепей коррелирует с их длительным пребыванием в крови, что приводит к более высокой экстравазации в опухоли. Например, золотые наностержни размером 10 × 45 нм 2 , имеющие AR 4.5, демонстрируют меньшее поглощение в печени и селезенке по сравнению с золотыми наносферами (Arnida et al., 2011).

Золотые наночастицы демонстрируют превосходную воспроизводимость и гибкость, которые все чаще используются при доставке лекарств, особенно для доставки химиотерапевтических агентов.Их терапевтический эффект и системная токсичность можно оптимизировать, изменяя их химический состав поверхности и частиц. Например, химия поверхности конъюгата наночастиц гемцитабина золота была модифицирована с помощью ПЭГ, что привело к увеличению биодоступности без увеличения накопления в органах клиренса, таких как печень (Kudgus et al., 2014). Накопление наночастиц золота в печени увеличилось с 50% до 99% при увеличении их размера с 1,4 до 200 нм. Накопление в скелете и других органах (почках, сердце, головном мозге, матке, коже и мягких тканях) показало небольшую зависимость от размера в диапазоне 18–200 нм.С другой стороны, при уменьшении размера (высокая объемная удельная поверхность) в диапазоне от 1,4 до 5 нм наночастицы золота демонстрировали линейное увеличение и линейное уменьшение, соответственно, в его накоплении в других органах и печени. Наночастицы золота с разным зарядом также демонстрировали неодинаковые накопления в разных органах (Hirn et al., 2011). Например, отрицательно заряженные наночастицы золота размером 2,8 нм накапливаются в печени в большей степени, чем положительно заряженные частицы.Напротив, в селезенке положительно заряженные наночастицы демонстрировали большее накопление, чем отрицательно заряженные частицы (Hirn et al., 2011).

Пиноцитоз — определение и примеры

Пиноцитоз
п.
[ˌpaɪnəʊsaɪˈtəʊsɪs]
Процесс поглощения клетками внеклеточной жидкости (ECF) или окружающей жидкости, но не очень специфичен в отношении веществ или растворенных частиц, которые она поглощает. Также называется «клеточное питье».
Источник: Клэр Браун, BiologyOnline.com

Определение пиноцитоза

Что такое пиноцитоз ? Pi ноцитоз — это проглатывание внеклеточных жидкостей, то есть жидкости, окружающей клетку, вместе с содержащимися в ней небольшими растворенными молекулами (растворенными веществами). Это начинается с того, что клетка формирует узких каналов через свою мембрану, которые отщепляются до пузырьков и сливаются с эндосомами, что приводит к гидролизу или разрушению содержимого.Пиноцитоз можно рассматривать как «питье клеток» , поскольку это слово происходит от греческого « pi no », что означает «пить», и « c yto », что означает «клетка». . Пиноцитоз был обнаружен Уорреном Льюисом в 1931 году и также известен как жидкофазный эндоцитоз .

Пиноцитоз (определение биологии): биологический процесс поступления жидкости вместе с ее содержимым в клетку путем образования узких каналов через ее мембрану, которые защемляются в пузырьки и сливаются с лизосомами, которые гидролизуют или расщепляют содержимое. Этимология: от греческого pino, что означает «пить» и cyto, что означает «клетка». Синонимы: клеточное питье; жидкостный эндоцитоз; жидкофазный эндоцитоз. Сравнить: фагоцитоз

Пиноцитоз — это пример эндоцитоза, клеточного процесса, при котором вещества попадают внутрь клетки. Другие типы эндоцитоза включают фагоцитоз и опосредованный рецептором эндоцитоз . Все три касаются попадания вещества в клетку.Однако в чем разница между фагоцитозом и пиноцитозом? Фагоцитоз — это «поглощение» относительно более крупного вещества. И наоборот, пиноцитоз относится к «питью клеток» .

Что касается разницы между пиноцитозом и рецептор-опосредованным эндоцитозом, последний более специфичен; вещества должны связываться с рецепторами на поверхности клетки, чтобы инициировать эндоцитоз. Тем не менее, в некоторых источниках последний классифицируется как более широкий, более широкий, пиноцитоз.Поглощение жидкости извне клетки, которая включает пиносомы (заполненные жидкостью пузырьки), независимо от размера, и определяет пиноцитоз. Таким образом, для большей инклюзивности мы включили рецептор-опосредованные типы в пиноцитоз, как подробно описано в следующих разделах: Типы пиноцитоза.

Пиноцитоз активен или пассивен? Эндоцитоз — это процесс, в котором внутри клетки используется энергия (АТФ). Поэтому его можно описать как активный транспорт , а не пассивный транспорт.Пиноцитоз неспецифичен, хотя процесс может быть запущен молекулой, такой как определенный ион, полученная везикула представляет собой совокупность всего, что находится в окружающей внеклеточной жидкости.

Этапы пиноцитоза

Что происходит при пиноцитозе? Мембрану, окружающую клетку, можно охарактеризовать как полупроницаемую. Это означает, что он позволяет некоторым молекулам проникать или выходить за счет диффузии. Клеточная мембрана также содержит различные липидов , жиров и белковые каналы / носители .

Во время пиноцитоза могут захватываться только мелкие частицы, поскольку они обычно растворяются во внеклеточной жидкости. Образовавшаяся везикула содержит эту внеклеточную жидкость вместе с растворенными веществами.

Везикулу можно описать как мембраносвязанную органеллу; он состоит из внеклеточной мембраны клетки, которая окружает жидкость сферической формой. Пиноцитоз может быть инициирован электростатическим взаимодействием между положительно заряженным веществом , таким как заряженная часть пептида или белка, и отрицательно заряженной поверхностью клеточной мембраны .Это может инициировать связывание с клеточной мембраной, изменяя форму мембраны, чтобы создать мешочек вокруг жидкости, содержащей заряженный пептид или белок.

В конце концов, мембрана скручивается вокруг себя, и мешочек «отщипывается от », позволяя образовавшейся везикуле дрейфовать в цитоплазму клетки.

Пиноцитотические везикулы служат переносчиками внеклеточной жидкости в клетку. Давайте посмотрим на этапы пиноцитоза, как показано на схеме ниже.

Рисунок 1: поступление мелких мембранных пузырьков из внеклеточной жидкости называется пиноцитозом. Этапы пиноцитоза показаны на схеме и цитируются ниже.
Шаг 1. Молекула внеклеточной жидкости связывается с клеточной мембраной, что запускает процесс пиноцитоза.
Шаг 2. При этом клеточная мембрана запускает складку вокруг жидкости, содержащей молекулы, которые нужно проглотить.
Шаг 3. Клеточная мембрана инвагинирует (складывается назад), образуя мешочек.
Шаг 4. Этот мешочек затем отщипывается на клеточной мембране и может мигрировать в цитозоль клетки.
Источник: Клэр Браун из Biology Online.

Функция пиноцитоза

Основная функция пиноцитоза — поглощение внеклеточной жидкости. Он играет важную роль в поглощении питательных веществ, а также в удалении продуктов жизнедеятельности и передаче сигналов.

ЧИТАТЬ: Движение молекул через клеточные мембраны

Типы пиноцитоза

Пиноцитоз можно разделить по размеру поглощаемых молекул.

  • Микропиноцитоз относится к поглощению небольших молекул с размером пузырьков около 0,1 мкм . Пиноцитоз, опосредованный кавеолином. — типичный пример микропиноцитоза, который будет описан более подробно ниже.
  • Макропиноцитоз приводит к образованию более крупных везикул размером около 0,5-5 мкм . Макропиноцитоз — это неизбирательный процесс. Это приводит к образованию больших макропинозом. Белок актин в значительной степени участвует в образовании выступов или складок на клеточной мембране, что приводит к образованию этих больших пузырьков.Макропиноцитоз используется иммунными клетками, такими как макрофаги, для отбора образцов внеклеточной жидкости на наличие растворимых антигенов, которые при необходимости могут вызвать иммунный ответ.

Пиноцитоз можно разделить на 4 подтипа в зависимости от механизма действия. Это следующие:

  • Макропиноцитоз
  • Клатрин-опосредованный эндоцитоз (также известный как опосредованный рецептором эндоцитоз )
  • Кавеоловый эндоцитоз
  • Клатриннезависимый / кавеолонезависимый эндоцитоз .

На рисунке ниже показаны эти различные процессы.

Рисунок 2: Типы пиноцитоза. Предоставлено: Набиль А. Альхаками и др. Источник: нековалентно связанные проникающие в клетки пептиды для приложений доставки генов (doi.org/10.4155/tde.13.44, Future Science).

Клатрин-опосредованный пиноцитоз

Этот тип эндоцитоза важен для многих мембраносвязанных молекул и растворимых молекул, таких как гормоны, метаболиты или белки. Процесс можно описать следующим образом:

Макромолекулы во внеклеточной жидкости могут связываться с рецепторами на мембране клеточной поверхности.В результате клатрин начинает полимеризоваться вокруг клеточной мембраны с помощью адаптерных молекул. Молекула клатрина может быть описана как трехногая структура или трискелион клатрина. Он состоит из центральной точки, известной как вершина , тяжелой цепи и легкой цепи , разделенных «коленом » и шаровидным домиком n на конце каждой ноги (см. Рисунок ниже. ).

Рисунок 3: Клатрин Трискелион. Источник: Клэр Браун из Biology Online.

Адаптерные белки, также известные как адаптины , образуют слой между клатриновым покрытием. Везикулы, покрытые клатрином, состоят из 3 различных слоев. Внутренняя липидная мембрана , содержащая различные белки, слой адапторного белка и внешний слой клатрина . Следовательно, адаптерные белки способны взаимодействовать как с липидным, так и с клатриновым слоями.

Ямки, покрытые оболочкой, которые образуют везикулы, образованы клатрином и большим белковым комплексом, известным как адаптерный белок 2 (AP-2).Эти везикулы содержат макромолекулы вместе со связанными соответствующими рецепторами. Когда образуется покрытый клатрином пакет, динамин , цитозольный белок полимеризуется на конце пакета, запечатывая его. При этом используется энергия гидролиза GTP. Везикула, покрытая клатрином, затем может сливаться с ранней эндосомой. Когда ранняя эндосома становится более кислой, молекула отделяется от рецептора клетки и может использоваться клеткой. Клеточный рецептор остается внутри эндосомы и либо транспортируется обратно к клеточной мембране, либо переносится в поздние эндосомы, где он следует по пути деградации лизосом.

Клатрин-опосредованный эндоцитоз является наиболее изученным типом эндоцитоза, с более чем 50 белками, которые, как полагают, участвуют в образовании везикул, покрытых клатрином.

Рисунок 4: Клатрин-опосредованный пиноцитоз. Источник: Изменено Марией Викторией Гонзага, из работы Барта Д. Гранта и Миюки Сато, CC 2.5 Generic.

Пиноцитоз, опосредованный кавеолами

Этот тип пиноцитоза встречается в адипоцитах (жировых клетках) и эндотелиальных клетках .Обнаруженный в 1950-х годах комплекс кавеол состоит из липидов, сфинголипидов и белков, называемых кавеолинами и кавинами. Существует 3 типа белков кавеол: CAV-1, CAV-2 и CAV-3. Белки CAV-3 специфичны для мышц. Существует 4 типа белков кавина, к ним относятся cavin1 (PTRF), cavin2 (SDPR), cavin3 (PRKCDBP) и cavin4 (MURC) , который специфичен для мышц. Ямки кавеол богаты белками и липидами. Большинство типов клеток содержат кавеолы. Их часто описывают как колбы или «пещеры», однако их форма действительно меняется в зависимости от физиологии клетки.Каждая молекула кавеол содержит около 150 молекул CAV-1 и около 50 молекул кавин.

Кавеолы ​​обычно неподвижны в плазматической мембране, но если рецептор активирован, они могут отпочковаться от плазматической мембраны ( см. Рисунок ниже ). Кавеолы ​​могут отделяться от плазматической мембраны с образованием пузырьков. Исследования показали, что некоторые отрываются от плазматической мембраны только для того, чтобы слиться с ней, тогда как другие перемещаются к ранней эндосоме, а затем возвращаются к плазматической мембране. Фермент динамин является основным белком, участвующим в герметизации шеи, взаимодействуя с CAV-1.Считается, что кавеолы ​​участвуют в транспортировке альбумина по клетке. Также было обнаружено, что некоторые патогены используют опосредованный кавеолами пиноцитоз для проникновения в клетки и избегания пути эндосома-лизосома, такого как обезьяний вирус 40 (SV40).

Рисунок 5: Эндоцитоз, опосредованный кавеолами. Источник: Shahed Behzadi et al. Источник: Поглощение наночастиц клетками: путешествие внутрь клетки (DOI 10.1039 / c6cs00636a, Королевское химическое общество).

Клатрин и кавеолонезависимый пиноцитоз

Этот процесс пиноцитоза работает независимо от рецепторов или других материальных стимулов.Для образования везикул не требуются белки оболочки. Актин и другие родственные белки жизненно важны на этом пути образования пузырьков. Груз может быть доставлен к ранним эндосомам, чтобы проследить путь от поздних эндосом к лизосомам. Его также можно отправить в сеть Гольджи или отправить обратно в плазматическую мембрану для повторного использования.

Примеры пиноцитоза

Какие примеры пиноцитоза? В эукариотических клетках широко используется пиноцитоз, связанный с переносом растворенных жиров (например,г. липопротеины низкой плотности) и витамины для удаления отходов через клетки почек. Он используется клетками иммунной системы для проверки внеклеточной жидкости на наличие антигенов (токсинов или посторонних веществ). Это также можно увидеть в микроворсинках пищеварительной системы. Интересно, что вирусы гриппа могут использовать определенные методы пиноцитоза для проникновения в клетки, как и некоторые бактериальные токсины.

Пиноцитоз против фагоцитоза

И пиноцитоз, и фагоцитоз используют энергию (АТФ).Однако есть много различий между пиноцитозом и фагоцитозом ( см. Таблицу ниже ). Фагоцитоз осуществляется в основном иммунными клетками, такими как моноциты / макрофаги, а также нейтрофилами и дендритными клетками. Где возникает пиноцитоз? Пиноцитоз, с другой стороны, встречается в большинстве типов клеток. Фагоцитоз требует для расщепления более крупных твердых материалов, таких как бактерии, а не уже растворенных жидкостей. Фагоцитоз — это процесс, который формирует фагосомы, поглощающие частицы размером 1-2 мкм, а не 0.1 — частицы 0,2 мкм, захваченные пиносомами при пиноцитозе. Более того, фагоцитоз — это запускаемый процесс по сравнению с постоянным процессом, как это видно при пиноцитозе. Наконец, фагоцитоз включает образование псевдоподий (выступов на поверхности клетки) до образования фагосомы.

Пиноцитоз Фагоцитоз
Проглатывание жидкости пузырьками, называемыми пиносомами Проглатывание твердых веществ фагосомами
Постоянный процесс Инициированный процесс
0.Попадание внутрь частиц размером 1-0,2 мкм Проглоченные частицы размером 1-2 мкм
Встречается почти во всех ячейках В основном встречается в иммунных клетках

Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы узнали о пиноцитозе.

Следующий

функций везикул | Типы везикул

Структура пузырька (Источник: Викимедиа)

Функции везикул : Анатомически клетка состоит из различных органелл, которые организованно функционируют для осуществления метаболических процессов.Среди этих органелл есть крошечная внутри- или внеклеточная структура, окруженная липидной мембраной, обычно несущей жидкость; называется Vesicle .

Везикулы обычно представляют собой временные структуры, образующиеся в процессе секреции или поглощения молекул из клетки или внутрь клетки соответственно. Везикулы помогают транспортировать вещества в клетке.

Везикулы образуются при отщеплении клеточной мембраны эндоплазматического ретикулума или аппарата Гольджи , или если внеклеточное вещество оказывается окруженным клеточной мембраной.В образовании везикул участвует набор белков оболочки , которые образуют округлую форму везикулы. Эти белки помогают поглощать материал, который необходимо транспортировать, внутри пузырька.

Другой тип белка, называемый белками SNARE , представлен как на везикуле, так и на мембране-мишени, и помогает в слиянии везикулы с мембраной.

Везикулы могут сливаться с клеточной мембраной, а также с мембранами органелл, поскольку они заключены в липидный бислой .Благодаря этому они могут входить и выходить из клетки, а также между органеллами, такими как тельца Гольджи и эндоплазматический ретикулум.

Везикулы жизненно важны, потому что они выполняют широкий спектр функций, которые способствуют правильному функционированию клетки, такие как упаковка, хранение, переваривание , транспорт, клеточная связь, метаболические пути и другие. Среди них наиболее важная функция — транспорт.

Более пристальный взгляд на типы пузырьков дает представление о его разнообразных функциях и значении.Давайте рассмотрим их ниже:

Типы везикул

В клетке обнаруживаются везикулы различных типов, которые выполняют самые разные функции.

  • Вакуоли : Это крошечные замкнутые липидом структуры, которые обычно содержат воду и чаще всего встречаются у растений и некоторых бактерий . Они используются для регулирования осмотического давления в ячейке.
  • Лизосомы : Лизосомы представляют собой тип пузырьков, которые участвуют в пищеварении клеток .Лизосома содержит протеолитические ферменты, которые могут расщеплять молекулы пищи.
  • Пероксисомы : Подобно лизосомам, пероксисомы представляют собой специализированные везикулы, содержащие перекись водорода. Эти везикулы в первую очередь участвуют в реакциях клеточного окисления.
  • Транспортные пузырьки : Как следует из названия, это крошечные мешочки, окруженные липидным бислоем, который активно участвует в транспортировке материалов от и к клетке и между органеллами.
  • Секреторные пузырьки : Тип специализированных пузырьков, которые переносят вещества из клетки.Обычно они генерируются аппаратом Гольджи.
  • Синаптические пузырьки : Тип специализированных пузырьков, обнаруженных в типах нейронов , которые хранят и транспортируют молекулы нейротрансмиттеров.
  • Внеклеточные везикулы : Внеклеточные везикулы находятся вне клетки и используются для транспорта в клетку. Этот тип везикул наблюдается как в эукариотических, так и в прокариотических клетках .
  • Газовые пузырьки : Они обнаруживаются в бактериях и придают клетке плавучесть.

Функции везикул

1. Транспорт

Основная цель пузырьков — транспорт материалов между органеллами в клетку. Обнаружены различные типы транспортных пузырьков, отталкивающихся и транспортирующих вещества из гладкой эндоплазматической сети в грубую эндоплазматическую сеть для обработки, а также из аппарата Гольджи.

Везикулы также помогают переносить вещества в ядро ​​через ядерную мембрану.Белки, требующие процессинга, транспортируются по клетке от одной органеллы к другой в везикулах. Есть два основных типа транспортных механизмов, в которых используются везикулы.

Эндоцитоз
Типы эндоцитоза (Источник: Викимедиа)
  • Эндоцитоз — это процесс, при котором вещества и молекулы транспортируются в клетку из внеклеточной среды. В этом процессе везикулы используются в качестве основного транспортного средства. Существует три типа эндоцитоза — фагоцитоз, пиноцитоз и рецептор-опосредованный фагоцитоз.
  • Фагоцитоз включает образование пищевых пузырьков после поглощения пищевых частиц или целых клеток, таких как бактериальные клетки. Это приводит к образованию пузырька, известного как фагосома. Затем фагоцитарный пузырек сливается с лизосомой, переваривая и разрушая содержимое.
  • Пиноцитоз — похожий процесс, но он включает молекулы жидкости или воды, которые поглощаются крошечными пузырьками в клетку.
  • Эндоцитоз, опосредованный рецепторами
  • , представляет собой тип эндоцитоза, который позволяет поглощать определенные молекулы клеткой на основе присутствия рецепторов, специфичных для этой молекулы, на клеточной мембране.Как только молекула выбрана, она транспортируется в везикулах.
Экзоцитоз
Типы экзоцитоза (Источник: Викимедиа)
  • Экзоцитоз — это процесс, при котором вещества выходят из клетки. Секреторные пузырьки, выходящие из аппарата Гольджи, перемещаются к клеточной мембране, где они сливаются и высвобождают содержимое наружу клетки.

2. Хранилище

Везикулы играют роль в хранении макромолекул, таких как крахмал или ферментов, необходимых для метаболических и клеточных процессов в цитоплазме .

  • Определенные молекулы-переносчики, необходимые для транспорта глюкозы, также хранятся в везикулах. Ацетилхолин , нейромедиатор, хранится в везикулах хранения в нейронах.
  • Когда сигнал получен, эта везикула сливается с клеточной мембраной, высвобождая ацетилхолин в синаптическую щель, чтобы этот сигнал передавался следующей клетке.

3. Пищеварение

Как обсуждалось ранее, в процессе фагоцитоза и пиноцитоза везикулы помогают в переваривании и расщеплении пищевых макромолекул и жидкостей, которые попадают в клетку.

4. Метаболизм

Лизосомы — это везикулы, которые содержат метаболические протеолитические ферменты, которые помогают в расщеплении и метаболизме пищевых частиц.

5. Осмотическое давление

Маленькие пузырьки (также известные как газовые вакуоли) присутствуют у некоторых видов бактерий и планктона, которые помогают им оставаться на плаву и обеспечивают плавучесть клетки.

6. Окисление

Пероксисомы — это маленькие пузырьки, которые содержат гидролитические ферменты, такие как пероксидаза водорода, которые осуществляют реакции окисления в клетке.

7. Вывоз мусора

Везикулы используются клеткой для вывода продуктов жизнедеятельности наружу. Секреторные везикулы сливаются с клеточной мембраной, высвобождая продукты жизнедеятельности и токсичные молекулы за пределы клетки.

8. Высвобождение химикатов и гормонов

Некоторые везикулы хранят гормоны и другие небольшие химические посредники, которые высвобождаются в определенное время после получения сигнала.Высвобождение этих веществ из везикулы вызывает желаемую реакцию только при получении сигнала.

9. Связь между сотами

Функция везикул в клеточной коммуникации наблюдается у некоторых типов бактерий . Эти бактерии производят небольшие молекулы или токсины, которые хранятся в мембранных везикулах. Мембранные везикулы высвобождаются в окружающую среду и вызывают процессы, способствующие бактериальной инвазии в клетку-мишень.

Другой пример межклеточной коммуникации — это нейрональные клетки, где везикулы высвобождают нейротрансмиттеры в межнейронное пространство или синапс. Этот процесс вызывает передачу сигнала по нервному волокну. Аналогичный механизм наблюдается в сердечных клетках, где везикулы используются для передачи сигнала от одной клетки к другой в сердечной ткани.

Изучение образования, структуры и функции везикул позволило ученым создать искусственные везикулы, называемые липосомами , которые широко используются в процессах переноса генов или доставки лекарств для терапии.Липосома имеет по крайней мере один липидный слой, окружающий доставляемое лекарство или ген, чтобы гарантировать, что везикула сливается с мембраной клетки-мишени.

Дальнейшие исследования в этой области могут открыть новые возможности лечения многих заболеваний и состояний.

Цитируйте эту страницу

Список литературы

  • «Везикулы и вакуоли (чтение) | Биология | Фундамент СК-12 ». Проверено 5 марта 2018 г. Ссылка.
  • «Клетка — везикулы — клетки, пища, лизосомы и самооценка — статьи JRank» .Проверено 5 марта 2018 г. Ссылка.
  • «Структура и функции клетки, везикул, лизосом, пероксисом, Сара Свенсон на Prezi» . Проверено 5 марта 2018 г. Ссылка.
  • «DEFINE_ME_WA» . Проверено 5 марта 2018 г. Ссылка.
  • «» . Проверено 5 марта 2018 г. Ссылка.
  • «Особый класс внутриклеточных запасных везикул, идентифицированных по экспрессии переносчика глюкозы GLUT4». . Проверено 5 марта 2018 г. Ссылка.
  • «Хранение ацетилхолина в пузырьках» .Проверено 5 марта 2018 г. Ссылка.
  • «Внеклеточные везикулы в ангиогенезе» . Проверено 5 марта 2018 г. Ссылка.
  • «Липосомы: классификация, приготовление и применение» . Проверено 5 марта 2018 г. Ссылка.

Определение пиноцитоза и примеры

Пиноцитоз: жидкофазный эндоцитоз

Пиноцитоз — это форма эндоцитоза, которая включает интернализацию жидкости и растворенных молекул клетками. Мариана Руис Вильярреа / Wikimedia Commons / Public Domain

Пиноцитоз — это клеточный процесс, при котором жидкости и питательные вещества попадают в клетки.Также называемый клеткой , пьющей , пиноцитоз представляет собой тип эндоцитоза , который включает складывание внутрь клеточной мембраны (плазматической мембраны) и образование связанных с мембраной пузырьков, заполненных жидкостью. Эти везикулы транспортируют внеклеточную жидкость и растворенные молекулы (соли, сахара и т. Д.) Через клетки или откладывают их в цитоплазме. Пиноцитоз, иногда называемый жидкофазным эндоцитозом , представляет собой непрерывный процесс, который происходит в большинстве клеток и неспецифический способ интернализации жидкости и растворенных питательных веществ.Поскольку пиноцитоз включает удаление частей клеточной мембраны с образованием везикул, этот материал необходимо заменить, чтобы клетка сохранила свой размер. Мембранный материал возвращается на поверхность мембраны посредством экзоцитоза . Эндоцитотические и экзоцитотические процессы регулируются и уравновешиваются, чтобы гарантировать, что размер клетки остается относительно постоянным.

Ключевые выводы

  • Пиноцитоз, также известный как питьевой или жидкофазный эндоцитоз, представляет собой непрерывный процесс, происходящий в большинстве клеток.Жидкости и питательные вещества попадают в клетки при пиноцитозе.
  • Присутствие определенных молекул во внеклеточной жидкости клетки ускоряет процесс пиноцитоза. Ионы, молекулы сахара и белки — вот некоторые общие примеры.
  • Микропиноцитоз и макропиноцитоз — два основных пути, которые позволяют поглощать растворенные молекулы и воду клетками. Как указывают приставки, микропиноцитоз включает образование мелких пузырьков, а макропиноцитоз — образование более крупных.
  • Рецептор-опосредованный эндоцитоз позволяет клетке нацеливаться и связывать очень специфические молекулы внеклеточной жидкости через рецепторные белки в клеточной мембране.

Процесс пиноцитоза

Пиноцитоз инициируется присутствием желаемых молекул во внеклеточной жидкости вблизи поверхности клеточной мембраны. Эти молекулы могут включать белки, молекулы сахара и ионы. Ниже приводится обобщенное описание последовательности событий, происходящих во время пиноцитоза.

Основные этапы пиноцитоза

  • Плазматическая мембрана загибается внутрь ( инвагинирует ), образуя углубление или полость, которая заполняется внеклеточной жидкостью и растворенными молекулами.
  • Плазматическая мембрана загибается сама на себя, пока концы свернутой мембраны не встретятся. Это задерживает жидкость внутри пузырька. В некоторых клетках также образуются длинные каналы, идущие от мембраны вглубь цитоплазмы.
  • Слияние концов свернутой мембраны отрезает везикулу от мембраны, позволяя везикуле дрейфовать к центру клетки.
  • Везикула может пересекать клетку и возвращаться обратно в мембрану посредством экзоцитоза или может сливаться с лизосомой. Лизосомы выделяют ферменты, которые разрушают пузырьки, выводя их содержимое в цитоплазму для использования клеткой.

Микропиноцитоз и макропиноцитоз

Поглощение воды и растворенных молекул клетками происходит двумя основными путями: микропиноцитозом и макропиноцитозом. В микропиноцитоз , очень маленькие пузырьки (размером примерно 0.1 микрометр в диаметре) образуются по мере того, как плазматическая мембрана инвагинирует и образует внутренние пузырьки, которые отталкиваются от мембраны. Caveolae — это примеры микропиноцитотических пузырьков, которые обнаруживаются в клеточных мембранах большинства типов клеток организма. Впервые кавеолы ​​были обнаружены в эпителиальной ткани, выстилающей кровеносные сосуды (эндотелий).

В макропиноцитозе образуются везикулы большего размера, чем те, которые образуются в результате микропиноцитоза. Эти пузырьки содержат большие объемы жидкости и растворенных питательных веществ.Везикулы имеют размер от 0,5 до 5 микрометров в диаметре. Процесс макропиноцитоза отличается от микропиноцитоза тем, что вместо инвагинаций на плазматической мембране образуются складки. Оборки образуются, когда цитоскелет изменяет расположение актиновых микрофиламентов в мембране. Оборки расширяют части мембраны в виде рычажных выступов во внеклеточную жидкость. Затем складки загибаются на себя, охватывая части внеклеточной жидкости и образуя везикулы, называемые макропиносомами .Макропиносомы созревают в цитоплазме и либо сливаются с лизосомами (содержимое высвобождается в цитоплазму), либо мигрируют обратно к плазматической мембране для повторного использования. Макропиноцитоз часто встречается в лейкоцитах, таких как макрофаги и дедритные клетки. Эти клетки иммунной системы используют этот путь как средство тестирования внеклеточной жидкости на наличие антигенов.

Рецептор-опосредованный эндоцитоз

Рецептор-опосредованный эндоцитоз позволяет клеткам поглощать молекулы, такие как белок, которые необходимы для нормального функционирования клеток.Британская энциклопедия / UIG / Getty Images

Хотя пиноцитоз — это здоровый процесс неселективного поглощения жидкости, питательных веществ и молекул, бывают случаи, когда клеткам требуются определенные молекулы. Макромолекулы, такие как белки и липиды, более эффективно поглощаются процессом опосредованного рецептором эндоцитоза . Этот тип эндоцитоза нацелен на специфические молекулы внеклеточной жидкости и связывает их с помощью белков-рецепторов , расположенных внутри клеточной мембраны.При этом определенные молекулы ( лиганд ) связываются со специфическими рецепторами на поверхности мембранного белка. После связывания молекулы-мишени интернализуются за счет эндоцитоза. Рецепторы синтезируются клеточной органеллой, называемой эндоплазматическим ретикулумом (ЭПР). После синтеза ER отправляет рецепторы в аппарат Гольджи для дальнейшей обработки. Оттуда рецепторы отправляются на плазматическую мембрану.

Рецептор-опосредованный путь эндоцитоза обычно связан с участками плазматической мембраны, которые содержат ямки, покрытые клатерином, .Это области, которые покрыты (со стороны мембраны, обращенной к цитоплазме) белком клатерина. Как только молекулы-мишени связываются со специфическими рецепторами на поверхности мембраны, комплексы молекула-рецептор мигрируют и накапливаются в ямках, покрытых клатерином. Области ямок инвагинируют и интернализуются за счет эндоцитоза. После интернализации вновь сформированные везикулы , покрытые клатерином, содержащие жидкость и желаемые лиганды, мигрируют через цитоплазму и сливаются с ранними эндосомами (мембраносвязанными мешочками, которые помогают сортировать интернализованный материал).Клатериновое покрытие удаляется, и содержимое везикул направляется по назначению. Вещества, полученные в результате опосредованных рецепторами процессов, включают железо, холестерин, антигены и патогены.

Рецептор-опосредованный процесс эндоцитоза

Рецептор-опосредованный эндоцитоз позволяет клеткам поглощать высокие концентрации определенных лигандов из внеклеточной жидкости без пропорционального увеличения объема потребляемой жидкости. Было подсчитано, что этот процесс более чем в сто раз эффективнее поглощает селективные молекулы, чем пиноцитоз.Обобщенное описание процесса приведено ниже.

Основные этапы рецепторно-опосредованного эндоцитоза

  • Рецептор-опосредованный эндоцитоз начинается, когда лиганд связывается с рецептором на плазматической мембране.
  • Рецептор, связанный с лигандом, мигрирует вдоль мембраны в область, содержащую ямку, покрытую клатерином.
  • Комплексы лиганд-рецептор накапливаются в ямке, покрытой клатрином, и область ямки образует впячивание, которое интернализуется за счет эндоцитоза.
  • Образуется покрытая клатерином везикула, которая инкапсулирует комплекс лиганд-рецептор и внеклеточную жидкость.
  • Везикула, покрытая клатрином, сливается с эндосомой в цитоплазме, и клатериновое покрытие удаляется.
  • Рецептор заключен в липидную мембрану и возвращается обратно в плазматическую мембрану.
  • Лиганд остается в эндосоме, и эндосома сливается с лизосомой.
  • Лизосомальные ферменты разрушают лиганд и доставляют желаемое содержимое в цитоплазму.

Адсорбционный пиноцитоз

Адсорбционный пиноцитоз — это неспецифическая форма эндоцитоза, которая также связана с ямками, покрытыми клатерином. Адсорбционный пиноцитоз отличается от рецепторно-опосредованного эндоцитоза тем, что специализированные рецепторы не задействованы. Заряженные взаимодействия между молекулами и поверхностью мембраны удерживают молекулы на поверхности в ямках, покрытых клатрином. Эти ямки образуются только в течение минуты или около того, прежде чем они будут усвоены клеткой.

Источники

  • Альбертс, Брюс.«Транспорт в клетку из плазматической мембраны: эндоцитоз». Current Neurology and Neuroscience Reports ., Национальная медицинская библиотека США, 1 января 1970 г., www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26870/.
  • Лим, Дж. П. и П. А. Глисон. «Макропиноцитоз: эндоцитозный путь интернализации больших глотков». Current Neurology and Neuroscience Reports ., Национальная медицинская библиотека США, ноябрь 2011 г., www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21423264.

Молекулярные выражения Клеточная биология: эндосомы


Эндосомы и эндоцитоз

Эндосомы — это связанные с мембраной везикулы, образующиеся посредством сложного семейства процессов, известных под общим названием эндоцитоз , и обнаруживаются в цитоплазме практически каждой клетки животного.Основной механизм эндоцитоза противоположен тому, что происходит во время экзоцитоза или клеточной секреции. Он включает инвагинацию (складывание внутрь) плазматической мембраны клетки для окружения макромолекул или другого вещества, диффундирующего через внеклеточную жидкость. Затем окруженные инородные материалы попадают в клетку и после защемления мембраны (обозначенное как , отпочкование ) высвобождаются в цитоплазму в виде мешочковидного пузырька. Размер пузырьков варьируется, и пузырьки диаметром более 100 нанометров обычно называются вакуолями .

Три основных механизма эндоцитоза, которые проявляет типичная клетка, проиллюстрированы на рисунке 1. В крайнем левом углу рисунка представлен эндоцитоз , опосредованный рецептором , который является наиболее специфически направленной формой эндоцитозного процесса. Посредством рецепторно-опосредованного эндоцитоза активные клетки способны принимать значительные количества определенных молекул ( лигандов, ), которые связываются с рецепторными участками, простирающимися от цитоплазматической мембраны во внеклеточную жидкость, окружающую клетку.Эти рецепторные участки обычно сгруппированы вместе вдоль покрытых ямок в мембране, которые выстланы на их цитоплазматической поверхности скоплением белков оболочки в виде щетинок. Считается, что белки оболочки играют роль в увеличении ямки и формировании пузырьков. Обратите внимание, как показано на рисунке 1, везикулы, продуцируемые посредством рецепторно-опосредованного эндоцитоза, могут интернализовать другие молекулы в дополнение к лигандам, хотя лиганды обычно попадают в клетку в более высокой концентрации.

Менее специфическим механизмом эндоцитоза является пиноцитоз , который проиллюстрирован в центральной части рисунка 1.Посредством пиноцитоза клетка может поглощать капли жидкости из внеклеточной жидкости. Все растворенные вещества, обнаруженные в каплях за пределами клетки, могут заключаться в везикулах, образованных в результате этого процесса, причем те, которые присутствуют в наибольшей концентрации во внеклеточной жидкости, также становятся наиболее концентрированными в мембранных мешочках. Пиноцитарные везикулы имеют тенденцию быть меньше, чем везикулы, производимые другими эндоцитарными процессами.

Последний тип эндоцитоза, названный фагоцитоз (см. Рисунок 1), вероятно, является наиболее известным способом, которым клетка может импортировать внешние материалы.Во многих школьных научных лабораториях дети наблюдают за амебами под микроскопом и наблюдают, как одноклеточные организмы питаются, вытягивая псевдоподий и окружая любые частицы пищи, которые они находят на своем пути. Это поглощение и последующая упаковка частиц в пузырьки, которые обычно достаточно велики, чтобы их правильно называть вакуолями, и есть фагоцитоз. Хотя фагоцитоз обычно ассоциируется с амебами, он практикуется многими организмами. У большинства многоклеточных животных фагоцитарные клетки в основном служат для защиты организма, а не для получения пищи.Например, лейкоциты в организме человека часто фагоцитируют простейшие, бактерии, мертвые клетки и подобные материалы, чтобы помочь предотвратить инфекции или другие проблемы.

После попадания в цитоплазму несколько небольших пузырьков, образующихся в результате эндоцитоза, могут объединяться в единое целое. Эта эндосома обычно функционирует одним из двух способов. Чаще всего эндосомы транспортируют свое содержимое в лизосому, которая впоследствии переваривает материалы.Однако в других случаях эндосомы используются клеткой для переноса различных веществ между различными частями внешней клеточной мембраны. Эта последняя функция особенно важна для эпителиальных клеток, таких как те, которые составляют внешний слой кожи, поскольку они обладают полярностью (одна сторона клетки отличается от другой стороны). На рисунке 2 показано флуоресцентное цифровое изображение одной клетки фибробласта почки африканской зеленой обезьяны (линия CV-1 ), трансфицированных флуоресцентным белком, слитым с целевой аминокислотной последовательностью для эндосом (зеленый).Компоненты ядра, плазматической мембраны и эндосомы отмечены на рисунке.

Эндосома, предназначенная для передачи своего содержимого в лизосому, обычно на своем пути претерпевает несколько изменений. В своей начальной форме, когда структуру часто называют ранней эндосомой, специализированный пузырек содержит единственный компартмент. Однако со временем в пузырьке происходят химические изменения, и мембрана, окружающая эндосому, складывается сама по себе, подобно инвагинации плазматической мембраны.Однако в этом случае мембрана не защемляется. Следовательно, образуется структура с множеством компартментов, называемая мультивезикулярной эндосомой. Мультивезикулярная эндосома представляет собой промежуточную структуру, в которой происходят дальнейшие химические изменения, включая значительное падение уровня pH, когда везикула превращается в позднюю эндосому.

Хотя поздние эндосомы способны расщеплять многие белки и жиры, лизосомы необходимы для полного переваривания всех содержащихся в них материалов.Часто содержимое поздних эндосом передается лизосомам посредством слияния (соединения) их мембран. При некоторых обстоятельствах поздние эндосомы могут далее созревать в лизосомы за счет дополнительных химических и структурных модификаций, и в этом случае слияние не требуется для завершения пищеварения.

НАЗАД К СТРУКТУРЕ КЛЕТКИ ЖИВОТНЫХ

Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.
© 1995-2021, автор — Майкл В.Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, программное обеспечение, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения правообладателей. Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами.
Этот веб-сайт обслуживается нашим

Команда разработчиков графики и веб-программирования
в сотрудничестве с оптической микроскопией в Национальной лаборатории сильного магнитного поля
.
Последнее изменение: пятница, 13 ноября 2015 г., 14:18
Счетчик доступа с 26 мая 2005 г .: 227473
Микроскопы предоставлены:

Насыпные перевозки | Безграничная биология

Эндоцитоз

Эндоцитоз захватывает частицы в клетку, инвагинируя клеточную мембрану, что приводит к высвобождению материала внутри клетки.

Цели обучения

Описать эндоцитоз, включая фагоцитоз, пиноцитоз и рецептор-опосредованный эндоцитоз.

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Эндоцитоз состоит из фагоцитоза, пиноцитоза и рецепторно-опосредованного эндоцитоза.
  • При эндоцитозе в клетку попадают частицы, которые слишком велики, чтобы пассивно пересекать клеточную мембрану.
  • Фагоцитоз — это поглощение крупных частиц пищи, в то время как пиноцитоз захватывает жидкие частицы.
  • Рецептор-опосредованный эндоцитоз использует специальные рецепторные белки, которые помогают переносить крупные частицы через клеточную мембрану.
Ключевые термины
  • эндосома : эндоцитарная вакуоль, через которую молекулы, интернализованные во время эндоцитоза, проходят на пути к лизосомам
  • нейтрофил : клетка, особенно белая кровяная клетка, которая поглощает чужеродных захватчиков в крови.

Эндоцитоз

Эндоцитоз — это тип активного транспорта, который перемещает частицы, такие как большие молекулы, части клеток и даже целые клетки, внутрь клетки. Существуют разные варианты эндоцитоза, но все они имеют общую характеристику: плазматическая мембрана клетки инвагинирует, образуя карман вокруг частицы-мишени.Карман защемляется, в результате чего частица оказывается во вновь созданном внутриклеточном пузырьке, образованном из плазматической мембраны.

Фагоцитоз

Фагоцитоз (состояние «поедания клетки») — это процесс, при котором большие частицы, такие как клетки или относительно большие частицы, захватываются клеткой. Например, когда микроорганизмы вторгаются в организм человека, белые кровяные тельца, называемые нейтрофилами, удаляют захватчиков посредством этого процесса, окружая и поглощая микроорганизм, который затем уничтожается нейтрофилом.

Фагоцитоз : При фагоцитозе клеточная мембрана окружает частицу и поглощает ее.

При подготовке к фагоцитозу часть обращенной внутрь поверхности плазматической мембраны покрывается белком, называемым клатрином, который стабилизирует этот участок мембраны. Затем покрытая часть мембраны выходит из тела клетки и окружает частицу, в конечном итоге заключая ее. Как только везикула, содержащая частицу, оказывается внутри клетки, клатрин отделяется от мембраны, и везикула сливается с лизосомой для разрушения материала во вновь образованном компартменте (эндосоме).Когда доступные питательные вещества от разложения везикулярного содержимого были извлечены, вновь образованная эндосома сливается с плазматической мембраной и высвобождает свое содержимое во внеклеточную жидкость. Эндосомная мембрана снова становится частью плазматической мембраны.

Пиноцитоз

Вариант эндоцитоза называется пиноцитозом. Это буквально означает «питье клетки» и было названо в то время, когда предполагалось, что клетка целенаправленно поглощает внеклеточную жидкость.На самом деле, это процесс, который включает молекулы, в том числе воду, которая необходима клетке из внеклеточной жидкости. Пиноцитоз приводит к образованию везикулы гораздо меньшего размера, чем фагоцитоз, и везикуле нет необходимости сливаться с лизосомой.

Пиноцитоз : При пиноцитозе клеточная мембрана инвагинирует, окружает небольшой объем жидкости и отщепляется.

Потоцитоз, вариант пиноцитоза, представляет собой процесс, при котором на цитоплазматической стороне плазматической мембраны используется белок оболочки, называемый кавеолином, который выполняет функцию, аналогичную клатрину.Полости в плазматической мембране, которые образуют вакуоли, помимо кавеолина имеют мембранные рецепторы и липидные рафты. Вакуоли или пузырьки, образующиеся в кавеолах (единичные кавеолы), меньше, чем при пиноцитозе. Потоцитоз используется для переноса небольших молекул в клетку и транспортировки этих молекул через клетку для их высвобождения на другой стороне клетки. Этот процесс называется трансцитозом.

Эндоцитоз, опосредованный рецепторами

Целенаправленная вариация эндоцитоза, известная как рецептор-опосредованный эндоцитоз, использует рецепторные белки в плазматической мембране, которые обладают специфическим сродством связывания с определенными веществами.При рецепторно-опосредованном эндоцитозе, как и при фагоцитозе, клатрин прикрепляется к цитоплазматической стороне плазматической мембраны. Если поглощение соединения зависит от рецептор-опосредованного эндоцитоза и этот процесс неэффективен, материал не будет удален из тканевых жидкостей или крови. Вместо этого он будет оставаться в этих жидкостях и увеличивать концентрацию. Некоторые заболевания человека вызваны нарушением рецепторно-опосредованного эндоцитоза. Например, форма холестерина, называемая липопротеином низкой плотности или ЛПНП (также называемая «плохим» холестерином), удаляется из крови посредством рецептор-опосредованного эндоцитоза.При семейной гиперхолестеринемии генетического заболевания человека рецепторы ЛПНП являются дефектными или полностью отсутствуют. Люди с этим заболеванием имеют опасный для жизни уровень холестерина в крови, потому что их клетки не могут удалять частицы ЛПНП из крови.

Рецептор-опосредованный эндоцитоз : При рецептор-опосредованном эндоцитозе поглощение веществ клеткой нацелено на один тип вещества, который связывается с рецептором на внешней поверхности клеточной мембраны.

Хотя рецептор-опосредованный эндоцитоз предназначен для доставки в клетку определенных веществ, которые обычно находятся во внеклеточной жидкости, другие вещества могут проникать в клетку в том же месте. Вирусы гриппа, дифтерии и токсин холеры имеют сайты, которые перекрестно реагируют с нормальными сайтами связывания рецепторов и проникают в клетки.

Экзоцитоз

Экзоцитоз — это процесс, при котором клетки высвобождают частицы изнутри клетки во внеклеточное пространство.

Цели обучения

Опишите экзоцитоз и процессы, используемые для высвобождения материалов из клетки.

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Экзоцитоз противоположен эндоцитозу, поскольку он включает высвобождение материалов из клетки.
  • Экзоцитоз состоит из пяти стадий, каждая из которых приводит к связыванию везикул с клеточной мембраной.
  • Многие функции организма включают использование экзоцитоза, например, выброс нейротрансмиттеров в синаптическую щель и выброс ферментов в кровь.
Ключевые термины
  • секреция : Акт секреции (производства и выделения) вещества, особенно из железы.
  • везикула : мембраносвязанный компартмент в клетке.

Экзоцитоз

Основная цель экзоцитоза — изгнание материала из клетки во внеклеточную жидкость; это противоположно тому, что происходит при эндоцитозе. При экзоцитозе отходы окутаны мембраной и сливаются с внутренней частью плазматической мембраны.Это слияние открывает мембранную оболочку на внешней стороне клетки, и отходы выбрасываются во внеклеточное пространство. Экзоцитоз постоянно используется растительными и животными клетками для выведения отходов из клеток.

Экзоцитоз : При экзоцитозе везикулы, содержащие вещества, сливаются с плазматической мембраной. Затем содержимое выходит за пределы ячейки.

Экзоцитоз состоит из пяти основных стадий. Первый этап называется переносом пузырьков.Это включает шаги, необходимые для перемещения на значительное расстояние везикулы, содержащей удаляемый материал. Следующая стадия, которая происходит, — это связывание везикул, которое связывает везикулу с клеточной мембраной с помощью биологического материала на половину диаметра везикулы. Затем мембрана везикулы и клеточная мембрана соединяются и удерживаются вместе на этапе стыковки везикул. Затем за этой стадией экзоцитоза следует праймирование везикул, которое включает в себя все молекулярные перестройки и модификации белков и липидов, которые происходят после первоначального стыкования.В некоторых клетках грунтовки нет. Заключительный этап, слияние везикул, включает слияние мембраны везикул с мембраной-мишенью. Это приводит к выбросу нежелательных материалов в пространство за пределами ячейки.

Некоторые примеры клеток, высвобождающих молекулы посредством экзоцитоза, включают секрецию белков внеклеточного матрикса и секрецию нейротрансмиттеров в синаптическую щель синаптическими пузырьками. Некоторые примеры клеток, использующих экзоцитоз, включают: секрецию белков, таких как ферменты, пептидные гормоны и антитела, из разных клеток, переворачивание плазматической мембраны, размещение интегральных мембранных белков (IMP) или белков, которые биологически прикреплены к клетке, и рециркуляция рецепторов, связанных с плазматической мембраной (молекул на клеточной мембране, которые перехватывают сигналы).

.
Пиноцитозный пузырек функции и строение: Пиноцитозный пузырек — Биология. Всё о клетке

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.