Одномембранные органеллы
Одномембранные органеллы — это компоненты эукариотической клетки, отграниченные от гиалоплазмы одинарным липопротеиновым бислоем. Большинство из них (за исключением пероксисом) формируют единую функциональную эндомембранную систему, обеспечивающую синтез, модификацию и транспорт макромолекул.
1. Эндоплазматический ретикулум (ЭПР)
Лабиринт из мембранных трубочек и цистерн, составляющий более 50% всех мембран клетки.
[Image of structure of rough and smooth endoplasmic reticulum]
Рис 1. Сравнительная характеристика гладкого и шероховатого ЭПР (нажмите для увеличения)
Гранулярный (Шероховатый) ЭПР
- Маркер: Наличие рибосом (80S) на мембране (связываются через рецепторы рибофорины).
- Функция: Синтез секреторных и мембранных белков, N-гликозилирование, контроль фолдинга (шапероны BiP/Kar2).
Агранулярный (Гладкий) ЭПР
- Маркер: Трубчатая структура без рибосом.
- Функция: Синтез фосфолипидов и стероидов, депонирование Ca2+, детоксикация ксенобиотиков (цитохром P450).
2. Аппарат Гольджи
Система уплощенных цистерн (диктиосом), являющаяся центром сортировки белков.
Рис 2. Полярность диктиосомы: от Cis-полюса к Trans-полюсу (нажмите для увеличения)
- Цис-полюс (Cis): Обращен к ядру и ЭПР. Принимает транспортные везикулы. Здесь происходит фосфорилирование маннозных остатков (сигнал для лизосом).
- Транс-полюс (Trans): Обращен к мембране. Сортировочная станция, откуда отшнуровываются секреторные гранулы.
3. Механизм везикулярного транспорта
- COP II: Антероградный транспорт (ЭПР → Гольджи).
- COP I: Ретроградный транспорт (Гольджи → ЭПР). Возвращает "сбежавшие" белки ретикулума (сигнал KDEL).
- Клатрин: Транспорт от транс-Гольджи к эндосомам/лизосомам и эндоцитоз.
4. Лизосомы: Клеточное пищеварение
Органеллы с кислым pH (≈5.0), содержащие гидролитические ферменты.
Рис 3. Динамика лизосомального аппарата и аутофагия (нажмите для увеличения)
Классификация:
- Первичные: Неактивные, только что отделились от Гольджи.
- Вторичные (Фаголизосомы): Активный гидролиз веществ.
- Аутофагосомы: Слияние с поврежденными органоидами клетки.
5. Вакуоли
Характерны для растений и грибов. Мембрана называется тонопласт.
Рис 4. Вакуоль как фактор создания тургорного давления (нажмите для увеличения)
1. Осморегуляция и рост клетки растяжением.
2. Запас ионов, сахаров и вторичных метаболитов (алкалоиды, танины).
3. Гидролитическая функция (аналог лизосом у растений).
6. Пероксисомы (Микротельца)
Автономные органеллы, не связанные с везикулярным потоком от Гольджи. Размножаются делением.
[Image of peroxisome structure with crystalline core]
Рис 5. Пероксисома с характерным кристаллоидным ядром (уратоксидаза) (нажмите для увеличения)
- Ферменты: Оксидазы и каталаза.
- Реакция: 2H2O2 → 2H2O + O2 (нейтрализация перекиси).
- Функция: β-окисление жирных кислот, фотодыхание (гликолатный цикл).
Закрепление: Олимпиадный практикум
1. Какой белковый комплекс обеспечивает транспорт от ЭПР к Гольджи?
2. Саркоплазматический ретикулум мышц — это видоизмененный:
3. "Адресная метка", направляющая белки в лизосомы:
4. Процесс переваривания собственных органелл называется:
5. Маркерный фермент пероксисом:
6. Цис-полюс Аппарата Гольджи:
7. Активный транспорт H+ через тонопласт внутрь вакуоли нужен для:
