До складу цитоплазми входять усі види органічних та неорганічних речовин. У ній присутні також нерозчинні відходи обмінних процесів та запасні поживні речовини. Основна речовина цитоплазми – вода.
Цитоплазма постійно рухається, перетікає всередині живої клітини, переміщуючи разом із собою різні речовини, включення та органоїди. Цей рух називається циклозом. У ній протікають усі процеси обміну речовин.
Цитоплазма здатна до зростання та відтворення та при частковому видаленні може відновитися. Проте нормально функціонує цитоплазма лише у присутності ядра. Без нього довго існувати цитоплазма неспроможна, як і і ядро без цитоплазми.
Найважливіша роль цитоплазми полягає в поєднанні всіх клітинних структур (компонентів) та забезпеченні їх хімічної взаємодії. Також цитоплазма підтримує тургор(об'єм) клітини, підтримання температури.
Wikimedia Foundation. 2010 .
Синоніми:Дивитись що таке "Цитоплазма" в інших словниках:
Цитоплазма. Орфографічний словник-довідник
ЦИТОПЛАЗМА, желеподібна речовина всередині КЛІТИНИ, що оточує ЯДРО. Цитоплазма має складний склад і містить різні тіла, які називають органелами, що виконують певні функції в процесі метаболізму. У цитоплазмі виробляються білки, ... Науково-технічний енциклопедичний словник
Саркоплазма Словник російських синонімів. цитоплазма сущ., кіл у синонімів: 5 аксоплазма (1) … Словник синонімів
- (від цито... та плазма) позаядерна частина протоплазми тварин та рослинних клітин. Складається з гіалоплазми, в якій містяться органоїди та ін. Великий Енциклопедичний словник
- (Від цито ... і плазма), обов'язкова частина клітини, укладена між плазматич. мембраною та ядром; високоупорядкована багатофазна колоїдна система гіалоплазма з органоидами, що знаходяться в ній. Іноді Ц. зв. лише гіалоплазму. Для Ц. Біологічний енциклопедичний словник
Назва, запропонована Стасбергером для позначення протоплазми клітини, на відміну від протоплазми ядра або нуклеоплазми. Енциклопедія Брокгауза та Ефрона
цитоплазма- Колоїдний компонент клітини, в якому містяться органоїди та включення Тематики біотехнології EN cytoplasm … Довідник технічного перекладача
Цитоплазма- (від цито... і plasma виліплене, оформлене), внутрішній вміст клітини (крім ядра), оточене мембраною. Складається з гіалоплазми (складний колоїдний розчин) та занурених до неї різних структур (органел). У цитоплазмі… Ілюстрований енциклопедичний словник
Цитоплазма- * цитоплазма * cytoplasm протоплазма клітини без клітинного ядра, в якій відбувається більшість клітинних процесів. Ц. складається з ендоплазматичної мережі (див.) та ряду ін. органел (див.), розташованих в основному внутрішньому середовищі клітини, … Генетика. Енциклопедичний словник
Ы; ж. Біол. Позаядерна частина протоплазми тварин та рослинних організмів. ◁ Цитоплазмовий, ая, ое. * * * цитоплазма (від цито... і плазма), позаядерна частина протоплазми тварин та рослинних клітин. Складається з гіалоплазми, в якій… Енциклопедичний словник
Гелеподібний вміст клітини, обмежений мембраною називається цитоплазмою живої клітини. Поняття було запроваджено 1882 року німецьким ботаніком Едуардом Страсбургером.
Будова
Цитоплазма є внутрішнім середовищем будь-якої клітини та характерна для клітин бактерій, рослин, грибів, тварин.
Цитоплазма складається з наступних компонентів:
- гіалоплазми (цитозолі) – рідкої речовини;
- клітинних включень – необов'язкових компонентів клітини;
- органоїдів – постійних компонентів клітини;
- цитоскелета – клітинного каркаса.
Хімічний склад цитозолі містить такі речовини:
- воду – 85 %;
- білки – 10 %
- органічні сполуки – 5 %.
До органічних сполук відносяться:
- мінеральні солі;
- вуглеводи;
- ліпіди;
- азотовмісні сполуки;
- незначна кількість ДНК та РНК;
- глікоген (характерний для тварин клітин).
Рис. 1. Склад цитоплазми.
Цитоплазма містить запас поживних речовин (краплі жиру, зерна полісахаридів), а також нерозчинні відходи життєдіяльності клітини.
Цитоплазма безбарвна і постійно рухається, перетікає. Вона містить усі органели клітини та здійснює їх взаємозв'язок. При частковому видаленні цитоплазма відновлюється. При повному видаленні цитоплазми клітка гине.
Будова цитоплазми неоднорідна. Умовно виділяють два шари цитоплазми:
ТОП-4 статтіякі читають разом з цією
- ектоплазму (плазмагель) - зовнішній щільний шар, що не містить органел;
- ендоплазму (плазмазоль) - внутрішній рідкіший шар, що містить органели.
Поділ на ектоплазму та ендоплазму яскраво виражений у найпростіших. Ектоплазма допомагає клітині пересуватися.
Зовні цитоплазма оточена цитоплазматичною мембраною або плазмалемою. Вона захищає клітину від пошкоджень, здійснює вибірковий транспорт речовин та забезпечує дратівливість клітини. Мембрана складається з ліпідів та білків.
Життєдіяльність
Цитоплазма - життєво важлива речовина, що бере участь у основних процесах клітини:
- метаболізмі;
- зростанні;
- розподілі.
Рух цитоплазми називається циклозом чи цитоплазматичним потоком. Він здійснюється у клітинах еукаріотів, у тому числі й людини. При циклозі цитоплазма доставляє речовини всім органелам клітини, здійснюючи клітинний метаболізм. Переміщується цитоплазма за допомогою цитоскелету з витратою АТФ.
Збільшення обсягу цитоплазми клітина зростає. Процес розподілу тіла еукаріотичної клітини після розподілу ядра (каріокінезу) називається цитокінезом. В результаті поділу тіла цитоплазма разом з органелами розподіляється між двома дочірніми клітинами.
Рис. 2. Цитокінез.
Функції
Основні функції цитоплазми у клітині описані у таблиці.
Відділення цитоплазми від мембрани при осмосі води, що виходить назовні, називається плазмолізом. Зворотний процес - деплазмоліз - відбувається при надходженні до клітини достатньої кількості води. Процеси притаманні будь-яких клітин, крім тваринної.
Рис. 3. Плазмоліз та деплазмоліз.
Що ми дізналися?
Цитоплазма являє собою напіврідку субстанцію, в якій знаходяться органели та включення клітини. Роль цитоплазми в клітині важлива для роботи та взаємозв'язку всіх органел. Рухливість та тургор цитоплазми сприяють доставці речовин із зовнішнього середовища та назад, а також внутрішньоклітинному метаболізму. Без цитоплазми клітина стає нежиттєздатною.
Тест на тему
Оцінка доповіді
Середня оцінка: 4.7. Усього отримано оцінок: 177.
Цитоплазма
Цитоплазма(Грець. kytos (cytos) - судина, вмістилище, клітина та plasma- Освіта) - вміст клітини, що заповнює простір усередині клітинної мембрани (за винятком ядра); складається з відносно гомогенної частини - гіалоплазми, що являє собою колоїдний розчин, і обов'язкових клітинних компонентів (органоїдів), що знаходяться в ній, і непостійних структур (включень).
Термін "цитоплазма" запропонований німецьким ботаніком Е. Страсбургером (1882).
У цитоплазмі відбувається переважна більшість клітинних процесів. У гіалоплазмі протікає гліколіз, синтез жирних кислот, нуклеотидів та інших речовин. Найважливіша роль цитоплазми полягає в поєднанні всіх клітинних структур та забезпеченні їхньої взаємодії.
Функції цитоплазми
На мікрофотографії: цитоплазма клітини з органоїдами
Цитоплазма здатна до відтворення та при частковому видаленні може відновлюватися. Проте нормально функціонує цитоплазма лише у присутності ядра.
Цитоплазма є динамічною структурою: іноді у клітинах помітно круговерух цитоплазмициклоз, до якого залучаються органоїди та включення.
Плазмоліз (Грець. plásma- виліплене, оформлене та lysis- Розкладання, розпад) - відставання цитоплазми від оболонки при зануренні клітини в гіпертонічний розчин.
Плазмоліз характерний головним чином рослинних клітин, мають міцну целюлозну клітинну стінку. Тварини при перенесенні в гіпертонічний розчин стискаються.
Залежно від в'язкості цитоплазми, від різниці між осмотичним тиском клітини та зовнішнього розчину та від часу перебування клітини в гіпертонічному розчині розрізняють кутовий, опуклий, увігнутий та судомний плазмоліз.
Внаслідок плазмолізу клітина може загинути. Іноді плазмолізовані клітини залишаються живими; при зануренні таких клітин у воду чи гіпотонічний розчин відбувається деплазмоліз .
Цитоплазма - це особливий робочий апарат клітини, в якому відбуваються основні процеси обміну речовин та перетворення енергії та зосереджені органоїди.
Функціональний апарат цитоплазми складається з:
- гіалоплазми – основний цитоплазми. Це колоїдні розчини білків та інших органічних речовин із істинними розчинами мінеральних солей;
- немембранних структур;
- мембранних структур та їх вмісту.
Гіалоплазма(Грець. hyalos- скло, склоподібний і plasma- Освіта) - рідка частина цитоплазми, що не містить структур, помітних у світловому мікроскопі. Це основна речовина клітини, що заповнює простір між органоїдами. Гіалоплазму також називають цитоплазматичним матриксом (Грець. matrix- основа), або цитозолем .
Основна функція гіалоплазми - об'єднання всіх клітинних структур та забезпечення їх хімічної взаємодії та транспортних процесів усередині клітини.
Основна речовина гіалоплазми – це вода (80-90%). Вміст полімерних органічних речовин досягає 7-10%, головним чином це білки, полісахариди та нуклеїнові кислоти. Біополімерні сполуки утворюють з водою колоїдну систему, яка в залежності від умов може бути більш щільною (у формі гелю) або рідкішою (у формі золю). Крім того, в гіалоплазмі містяться ліпіди, амінокислоти, моноцукори, нуклеотиди та інші низькомолекулярні органічні речовини, а також неорганічні іони.
Цілі уроку:
- Поглибити загальні уявлення про будову еукаріотичної клітини.
- Сформулювати знання про властивості та функції цитоплазми.
- На практичній роботі переконайтеся, що цитоплазма живої клітини еластична і напівпроникна.
Хід уроку
- Записуємо тему уроку.
- Повторюємо пройдений матеріал, працюємо із тестами.
- Читаємо та коментуємо питання тестів. (Див. Додаток 1).
- Записуємо домашнє завдання: п.5.2., записи у зошитах.
- Вивчення нового матеріалу.
Це основна речовина цитоплазми.
Це складна колоїдна система.
Складається з води, білків, вуглеводів, нуклеїнових кислот, ліпідів, неорганічних речовин.
Є цитоскелет.
Цитоплазма постійно переміщається.
Функції цитоплазми.
- Внутрішнє середовище клітки.
- Поєднує всі клітинні структури.
- Визначає місце розташування органоїдів.
- Забезпечує внутрішньоклітинний транспорт.
Властивості цитоплазми:
- Еластичність.
- Напівпроникність.
Завдяки цим властивостям клітина переносить тимчасове зневоднення та підтримує сталість свого складу.
Необхідно згадати такі поняття як тургор, осмос, дифузія.
Для того, щоб ознайомитися з властивостями цитоплазми, учням пропонується виконати практичну роботу: "Вивчення плазмолізу та деплазмолізу в рослинній клітині. (Див. Додаток 2).
У процесі роботи необхідно намалювати клітину шкірки цибулі (Пункт 1. Клітину у пункті 2 та 3).
Зробити висновок про процеси, що відбуваються в клітині (усно)
Хлопці намагаються пояснити, що у пункті 2 спостерігається плазмоліз-відділення пристінкового шару цитоплазми, пункт 3 спостерігається деплазмоліз- Повернення цитоплазми до нормального стану.
Потрібно пояснити причини цих явищ. Щоб зняти труднощі перед уроками, даю трьом учням навчальні посібники: "Біологічний енциклопедичний словник", 2 том біології Н.Грін, "Експеримент з фізіології рослин" Є.М.Васильєва, де вони самостійно знаходять матеріал про причини плазмолізі деплазмоліз.
З'ясовується, що цитоплазма еластична та напівпроникна. Якби вона була проникною, то відбувалося б вирівнювання концентрацій клітинного соку та гіпертонічного розчину шляхом дифузного переміщення води та розчинених речовин із клітини у розчин і назад. Проте цитоплазма, володіючи властивістю напівпроникності, не пропускає внутрішньо клітини розчинені у воді речовини.
Навпаки, лише вода, відповідно до законів осмосу, висмоктуватиметься гіпертонічним розчином із клітини, тобто. пересуватися через напівпроникну цитоплазму. Об'єм вакуолі зменшиться. Цитоплазма в силу еластичності слідує за вакуолью, що скорочується, і відстає від оболонки клітини. Так відбувається Плазмоліз.
При зануренні плазмолізованої клітки у воду спостерігається деплазмоліз.
Узагальнення знань, здобутих на уроці.
- Які функції притаманні цитоплазмі?
- Властивості цитоплазми.
- Значення плазмолізу та деплазмолізу.
- Цитоплазма – це
а) водний розчин солей та органічних речовин разом з органоїдами клітини, але без ядра;
б) розчин органічних речовин, що включає ядро клітки;
в) водний розчин мінеральних речовин, що включає всі органоїди клітини з ядром. - Як називається основна речовина цитоплазми?
Під час практичної роботи вчитель перевіряє правильність виконання. У кого все вийшло можна поставити оцінки. Оцінки виставляються за правильні висновки.
Цитоплазма – весь вміст клітини, за винятком ядра. Її поділяють на три частини: органели (або органоїди), включення та гіалоплазму. Органели – обов'язкові компоненти клітин, а включення – необов'язкові компоненти (відкладення запасних речовин або продуктів метаболізму) – занурені в гіалоплазму – рідку фазу цитоплазми клітини. Органели бувають двох типів: мембранні та немембранні. Серед мембранних можна виділити одномембранні (плазматична мембрана, ендоплазматичний ретикулюм, апарат Гольджі, лізосоми та інші вакуолі) та двомембранні органели (мітохондрії, пластиди, клітинне ядро). До немембранних органел відносяться рибосоми, мікротрубочки, клітинний центр.
Гіалоплазма(від грец. hyaline – прозорий), або цитозоль, – це внутрішнє середовище клітини. Це не просто розбавлений водний розчин, а гель. Гіалоплазма може змінювати свою в'язкість в залежності від умов і переходити в рідкіший стан (золь), забезпечуючи рух клітини або її внутрішньоклітинних компонентів. Найважливіша функція гіалоплазми - поєднання всіх клітинних структур та забезпечення хімічної взаємодії між ними. Через неї здійснюється постійний потік іонів та частина внутрішньоклітинного транспортування органічних речовин. У ній локалізовані , що беруть участь у синтезі амінокислот, нуклеотидів, жирних кислот, вуглеводів і відбувається їх модифікація. Тут синтезуються та відкладаються запасні речовини, відбувається гліколіз та синтез частини АТФ.
Мембранні компоненти
Усі клітинні мембрани побудовані за загальним принципом. Основним їх компонентом є ліпіди. Молекули ліпідів розташовуються в 2 шари таким чином, що їх гідрофобні кінці дивляться всередину, а гідрофільні назовні. Молекули білків не утворюють суцільних шарів, вони можуть різну глибину занурюватися в шар ліпідів. До складу багатьох мембран входять вуглеводи, що локалізуються зовні над ліпідним шаром. Зростання мембран здійснюється за рахунок включення нового матеріалу як готових замкнутих бульбашок. Синтез компонентів для мембран та їх складання відбуваються за рахунок діяльності гранулярного ендоплазматичного ретикулюму.
Плазматична мембрана, або плазмалема
Зовні клітина обмежена плазмалемою (або плазматичною мембраною) завтовшки 10 нм. Вона побудована за принципом елементарних мембран.
Функції плазмалеми: бар'єрна (обмежує внутрішній вміст клітин від зовнішнього середовища); транспортна (пасивне транспортування, низькомолекулярних речовин, активне перенесення проти градієнта концентрації, ендоцитоз); виведення із клітин продуктів, утворених у клітині; сигнальна (на мембрані є рецептори, які впізнають певні іони та взаємодіють із ними); міжклітинні взаємодії багатоклітинних організмів; бере участь у побудові спеціальних структур, таких, як ворсинки, вії, джгутики та ін.
Через плазмалему відбувається активне та пасивне транспортування. Пасивне транспортування іонів йде градієнтом концентрації, без додаткової витрати енергії. Розчинені молекули проходять крізь мембрану за рахунок простої дифузії через канали, утворені . Активне транспортування здійснюється за допомогою іонних насосів проти концентрації градієнта з витратою енергії. На відміну від іонів та мономерів, макромолекули крізь клітинні мембрани не проходять, та їх транспортування відбувається шляхом ендоцитозу. При ендоцитозі певна ділянка плазмалеми обволікає позаклітинний матеріал, утворює вакуолю, оточену мембраною, за рахунок вп'ячування плазмалеми. Усередині вакуолі макромолекули, частини клітин або навіть цілі клітини перетравлюються після злиття з лізосомою. Ендоцитоз буває двох типів: фагоцитоз та піноцитоз. При фагоцитозі відбувається захоплення та поглинання великих частинок. Фагоцитоз зустрічається у тварин, у деяких водоростей, але його немає у рослин, бактерій, грибів, тому що їх жорстка клітинна стінка перешкоджає фагоцитозу. Піноцитоз подібний до фагоцитозу, але при ньому поглинається вода і водні розчини.
Клітинні оболонки
Клітинна стінка або оболонка лежить над цитоплазматичною мембраною. У багатьох клітин та тварин вона тонка, складається з молекул полісахаридів, називається глікокаліксом. Цей шар бере участь у створенні навколоклітинного середовища, грає роль фільтра, виконує роль часткового механічного захисту. Є організми, наприклад, деякі водорості, які не мають клітинної стінки, їх тіло вкрите тільки цитоплазматичною мембраною. У прокаріотичних клітин, клітин грибів та рослин зовні розташована багатошарова клітинна стінка (клітинна оболонка). Основу її складають полісахариди (у рослин – целюлоза, у бактерій – муреїн, у грибів – хітин). Найбільш типовий компонент рослинної клітинної стінки – целюлоза. Вона має кристалічні властивості і в оболонці існує у вигляді мікрофібрил, з яких формується каркас оболонки. Цей каркас занурений у матрикс, до складу якого входять полісахариди – геміцелюлози та пектини.
Інший компонент оболонки – лігнін. Цей полімер збільшує жорсткість стінки та міститься в клітинах, що виконують механічну або опорну функцію. В оболонках захисних тканин рослин можуть відкладатися жирові речовини – кутин, суберин, воску. Вони запобігають надмірній втраті води рослиною.
Функції клітинної стінки: зовнішній каркас; захисна; тургор клітин; провідна (через неї проходить вода, солі та молекули багатьох органічних речовин).
Ендоплазматичний ретикулюм
Ендоплазматичний ретикулюм (ЕР) – система дрібних вакуолей та каналів, з'єднаних один з одним у пухку мережу (ретикулюм). Існують два типи ЕР: гладкий та гранулярний (шорсткий). Гранулярний ретикулюм має на своїх мембранах із боку гіалоплазми дрібні (близько 20 нм) гранули. Ці гранули – рибосоми, пов'язані з мембранами ЕР.
Функції ЕР: освіта та побудова клітинних мембран (на ЕР синтезуються всі мембранні білки та ліпіди мембран); синтез секретованих білків на рибосомах його мембран; відокремлення цих білків та їх ізоляція від основних функціонуючих білків клітини; модифікація секреторних білків; транспортування білків в апарат Гольджі.
Гладкий ЕРпредставлений мембранами, що утворюють дрібні вакуолі та канали, з'єднані між собою, але на цих немає рибосом. Діяльність гладкого ЕР пов'язана з метаболізмом ліпідів та деяких внутрішньоклітинних полісахаридів. У деяких клітинах, наприклад в інтерстиціальних клітинах насінника, гладкий ЕР займає більшу частину обсягу цитоплазми, багаті ним і клітини сальних залоз, у той час як в епітеліальних клітинах кишечника гладкий ЕР сконцентрований лише у верхній частині клітини. Відзначено, що гладкий і гранулярний ЕР можуть бути в одній і тій же клітині і існує безперервність переходу між ними.
Апарат Гольджі
Апарат Гольджі (АГ) було відкрито 1898 р. Камілло Гольджі у нервових клітинах. Надалі було показано, що ця структура є у всіх еукаріотичних клітинах. Зазвичай АГ розташовується поблизу ядра, а рослинних клітинах по периферії. АГ представлений мембранними компонентами, зібраними разом. Окрема зона накопичення таких мембран називається диктіосомою. Плоскі мембранні мішечки або цистерни, у кількості 5-10 (рідше до 20), досить щільно упаковані в стопки в диктіосомах. Крім цистерн у зоні АГ є безліч вакуолей. У клітинах АГ існує у двох формах: дифузної, у вигляді окремих диктіосів (такий тип переважає в рослинних клітинах), і сітчастої, коли окремі диктіосоми пов'язані один з одним.
Функції апарату Гольджі. Основна функція АГ – секреторна. У цьому процесі окремі дрібні бульбашки з готовим продуктом відщеплюються від диктіосом. Потім вони або розносяться цитоплазмою для внутрішнього споживання клітини, або зливаються в секреторні вакуолі. Ці вакуолі рухаються до поверхні клітини, де їхня мембрана зливається з плазматичною і таким чином здійснюється виділення вмісту цих вакуолей за межі клітини. Цей процес називається екзоцитоз.
АГ здійснює і накопичувальну функцію. У його цистернах відбувається накопичення продуктів, синтезованих ЕР. Деякі з цих продуктів, наприклад, білки, модифікуються. В АГ також відбувається сортування та просторовий поділ білків.
У ряді спеціалізованих клітин у АГ відбувається синтез полісахаридів. Наприклад, в АГ рослинних клітин синтезуються полісахариди, що входять до складу клітинної стінки. АГ рослинних клітин також бере участь у синтезі та виділенні різних слизів.
АГ є джерелом лізосу.
Лізосоми
Лізосоми утворюються за рахунок активності ЕР та АГ, нагадують секреторні вакуолі. Вони покриті ліпопротеїдною мембраною, в яку вбудовані білки-переносники для перенесення з лізосом у гіалоплазму продуктів гідролізу. Лізосоми містять близько 40 гідролітичних ферментів, що працюють у кислому середовищі, але самі дуже стійкі до цих ферментів. Вони беруть участь у процесах внутрішньоклітинного розщеплення екзогенних та ендогенних макромолекул (білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів, ліпідів), що поглинаються шляхом піноцитозу та фагоцитозу. У деяких випадках, викидаючи вміст у зовнішнє середовище, вони можуть здійснювати позаклітинне розкладання макромолекул. Лізосоми виконують роль внутрішньоклітинних чистильників, перетравлюючи дефектні клітинні органели.
Вакуолі рослинних клітин
Рослинні клітини відрізняються від тварин наявністю однієї чи кількох великих вакуолей, які відокремлені від цитоплазми мембраною. Центральна вакуоля утворюється за рахунок злиття та зростання дрібних бульбашок, що відчленовуються від ЕР. Порожнина вакуолі заповнена клітинним соком, до складу якого входять неорганічні солі, цукру, органічні кислоти та їх солі, а також ряд високомолекулярних сполук.
Функції вакуолі: підтримання тургорного тиску клітин; здійснення активного транспортування різних молекул; накопичення запасних речовин та речовин, призначених для екскреції.
Мітохондрії
Мітохондрії (від грецького mitos - нитка, з chondrion - зернятко) - це енергетичні станції клітини, їх основна функція пов'язана з окисленням органічних сполук та використанням енергії, що звільняється для синтезу АТФ. Вони мають форму гранул або ниток. Їх розміри та форма дуже непостійні у різних видів. Кількість мітохондрій на клітину може бути різною у різних організмів: так, гігантські одиночні розгалужені мітохондрії зустрічаються у тріпанос, у деяких одноклітинних водоростей; з іншого боку, у клітинах печінки налічується близько 200 мітохондрій, а в деяких найпростіших до 500 000. У деяких клітинах мітохондрії можуть зливатися в одну гігантську мітохондрію, як, наприклад, у спермії ссавців є спірально закручена гігантська мітох.
Мітохондрії покриті двома мембранами. Зовнішня мембрана відмежовує мітохондрію від гіалоплазми, її товщина близько 7 нм, вона гладка, без вп'ячування і складок. Внутрішня мембрана утворює численні вп'ячування всередину мітохондрії. кристи, які не повністю перегороджують порожнину мітохондрії Внутрішній вміст мітохондрії матрикс. Матрікс має тонкозернисту гомогенну будову, в ньому розташовуються мітохондріальні рибосоми та мітохондріальна ДНК. Мітохондріальні рибосоми за розмірами дрібніші, ніж рибосоми цитоплазми. ДНК у мітохондріях має кільцеподібну форму і не утворює зв'язку з гістонами. У матриксі розташовані ферменти, що у циклі трикарбонових кислот, і ферменти окислення жирних кислот. У матриксі також окислюються деякі амінокислоти. На кристалах мітохондрій розташовується дихальний ланцюг (ланцюг переносу електронів) - система перетворення енергії, тут відбувається синтез АТФ.
Число мітохондрій у клітинах може збільшуватися за рахунок їх зростання та поділу. Більшість білків мітохондрій синтезується поза мітохондріями і контролюється ядром, мітохондріальна ДНК кодує лише нечисленні мітохондріальні білки.
Пластиди
Пластиди - органели, які у фотосинтезирующих організмів (рослин, водоростей). Існує кілька типів пластид: хлоропласти, хромопласти, лейкопласти, амілопласти.
В хлоропластах(від грецького chloros – зелений та plastos – виліплений) протікає фотосинтез. Хлоропласти варіюються за формою та розмірами у різних організмів. Деякі з них мають форму чаші і досить великі, інші - зірчасту форму, форму спірально закручених стрічок, кільця, сітки тощо. Такі хлоропласти зустрічаються у водоростей (у водоростей хлоропласти називаються хроматофорами). Більш звичайні хлоропласти мають форму округлих зерен чи дисків. Їхня кількість на клітину також відрізняється у різних представників. Так, у деяких водоростей лише один хлоропласт у клітині, у вищих рослин у клітині в середньому – 10-30 хлоропластів, хоча зустрічаються клітини, в яких налічується близько тисячі хлоропластів. Через переважання хлорофілів ці пластиди у зелених, евгленових водоростей та вищих рослин забарвлені в зелений колір, забарвлення цих пластид у інших водоростей варіюється в залежності від комбінації та кількості додаткових пігментів.
Хлоропласт обмежений двома мембранами, зовнішньою та внутрішньою, кожна товщиною 7 нм. Внутрішня мембрана утворює вп'ячування всередину матриксу. У матриксі хлоропласту зосереджено велику кількість мембран, що мають форму плоских бульбашок, які називаються тилакоїдами(від грецького thylaros – мішок). У ці мембрани вбудовані пігменти – хлорофіли та каротиноїди. Тилакоїди у вищих рослин зібрані в стопки, на кшталт стовпчика монет, які називаються гранами. На мембранах тилакоїдів проходить світлова фаза фотосинтезу, в ці мембрани крім хлорофілів та каротиноїдів вбудовані молекулярні комплекси АТФ-синтетази, які переносять протони в матрикс хлоропласту та беруть участь у синтезі АТФ.
З матриксом(Стрім) пов'язана темнова фаза фотосинтезу, так як в ньому містяться ферменти, що беруть участь у темнових реакціях зв'язування атмосферного вуглекислого газу і утворення вуглеводів. У стромі хлоропластів, крім цього, відбувається утворення жирних кислот та амінокислот. У матриксі хлоропласту знаходиться пластидна ДНК, різні типи РНК, рибосоми та відкладається запасний продукт – крохмаль. ДНК хлоропластів, як і ДНК мітохондрій, відрізняється від ДНК ядра. За своїми характеристиками вона близька до ДНК прокаріотів, представлена кільцевою молекулою, не пов'язана з гістонами. Рибосоми в хлоропластах, так само як і рибосоми в мітохондріях, менше рибосом цитоплазми. І так само як у мітохондріях, основна маса білків хлоропласту контролюється ядерною ДНК. Таким чином, як і мітохондрії, хлоропласти – структури з обмеженою автономією.
У водоростей нові хлоропласти утворюються при розподілі зрілих. У вищих рослин такий поділ трапляється досить рідко. Збільшення числа пластид, у тому числі і хлоропластів, у вищих рослин відбувається за рахунок перетворення попередників – пропластид (від грецького рго – перед, раніше). Пропластиди зустрічаються у меристематичних тканинах, у точках росту рослин. Пропластиди - це дрібні (0,4-1 мкм) двомембранні бульбашки з недиференційованим вмістом. Внутрішня мембрана може утворювати невеликі складки. Пропластиди розмножуються поділом. При нормальному висвітленні пропластиди перетворюються на хлоропласти.
Лейкопласти(від грецького leuros – білий, безбарвний) – безбарвні пластиди; на відміну від хлоропластів, вони менш диференційовано внутрішній вміст, в стромі не розвинена система мембран. Зустрічаються вони у рослин у тканинах, що запасають. Їх часто важко відрізнити від пропластиду. У темряві у них відкладаються запасні речовини, зокрема й крохмаль. На світлі вони можуть перетворюватися на хлоропласти. В ендоспермі насіння, в кореневищах і бульбах накопичення крохмалю в лейкопластах призводить до утворення амілопластів (від грецького amylon - крохмаль), у яких строма заповнена гранулами крохмалю.
Хромопласти(від грецького chroma – колір) – пластиди, пофарбовані у вищих рослин у жовтий, помаранчевий та червоний кольори, що пов'язано з накопиченням каротиноїдних пігментів. Ці пластиди утворюються з хлоропластів (при старінні листя, розвитку пелюсток квіток, дозріванні плодів) і рідше з лейкопластів (наприклад, у коренеплоді моркви). При цьому зменшується кількість мембран, зникає хлорофіл та крохмаль і накопичуються каротиноїди.
Немембранні компоненти
Рибосома
Рибосома - клітинний немембранний органоїд, у якому відбувається синтез білка у клітині. Рибосоми розташовані на мембранах гранульованого ЕР, у цитоплазмі та в ядрі. До складу рибосом входять молекули білків, що неповторюються, і кілька молекул рРНК. Рибосоми прокаріотів і еукаріотів мають загальними принципами організації та функціонування, але вони відрізняються за своїми розмірами та молекулярними характеристиками.
Рибосома складається з двох нерівних субодиниць - великої та малої. У прокаріотичних клітин вони названі 5OS та 3OS субодиниці, у еукаріотичних клітин – 6OS та 4OS. S - коефіцієнт седиментації (лат. sedimentum - осад), який характеризує швидкість осадження частки при ультрацентрифугуванні та залежить від молекулярної маси та просторової конфігурації частки. 3OS субодиниця містить 1 молекулу 168 рРНК та 21 білкову молекулу, 5OS субодиниця містить 2 молекули РНК (5S та 23S) та 34 білкові молекули. Субодиниці рибосом еукаріотів містять більшу кількість білків (близько 80) і молекул рРНК. У мітохондріях і хлоропластах також є рибосоми, близькі до рибосом прокаріотів.
Опорно-рухова система (цитоскелет)
Поняття про цитоскелет було висловлено на початку XX століття видатним російським ученим Н. К. Кольцова, і лише за допомогою електронного мікроскопа ця система була перевідкрита. Цитоскелетскладається з ниткоподібних білкових комплексів, що не гілкуються. філаментів. Виділяють три системи філаментів, які розрізняються за хімічним складом, ультраструктурою та функціями, - мікрофіламенти (наприклад, у м'язових клітинах), мікротрубочки (багато у пігментних клітинах) та проміжні філаменти (наприклад, у клітинах епідермісу шкіри). Цитоскелет бере участь у процесах руху всередині клітини або самих клітин та виконує каркасну скелетну роль. Він відсутній у прокаріотів.
Мікрофіламентимають діаметр 6 нм і складаються в основному з білка актину, при полімеризації якого утворюється тонка фібрила у вигляді порожньої спіральної стрічки. Разом з білком міозином він входить до складу скоротливих фібрил – міофібрил. Мікрофіламенти зустрічаються у всіх клітинах еукаріотів. У нем'язових клітинах вони можуть бути частиною скорочувального апарату та брати участь в утворенні жорстких структурних структур. Багато епітеліальних клітин густо покриті виростами цитоплазматичної мембрани - мікроворсинками, всередині яких розташований щільний пучок з 20-30 актинових філаментів, який надає жорсткості та міцності мікроворсинкам.
Мікротрубочкимають діаметр 25 нм і складаються переважно з білка тубуліна, який при полімеризації формує порожнисті трубки. Мікротрубочки зустрічаються в цитоплазмі інтерфазних клітин поодинці, пучками або у складі центріолей, базальних тілець, у віях і джгутиках, входять до складу веретена поділу. Мікротрубочки - динамічні структури і можуть швидко формуватися та розумітися. Їх функція - скелетна та рухова.
Немає важливої різниці в тонкій організації вій і джгутиків. У тварин вії характерні для клітин війчастого епітелію, їх чисельність може досягати 10-14 тисяч на клітину у туфельки. Джгутики зустрічаються у гамет водоростей, сперматозоїдів тварин, суперечка безстатевого розмноження водоростей, деяких грибів, мохів, папоротей та ін. Усередині нього розташована аксонема, що складається з 9 дуплетів мікротрубочок по периферії та пари мікротрубочок у центрі. Нижня частина джгутика та вії занурена в цитоплазму. базальне тільце, Що складається з 9 триплетів мікротрубочок. Базальне тільце та аксонема становлять єдине ціле. В основі вій і джгутиків часто зустрічаються пучки мікрофібрил і мікротрубочок - коріння.
Проміжні філаментимають діаметр близько 10 нм і утворюються із різних, але споріднених білків. Це найстабільніші і довгоживучі цитоскелети. Вони локалізовані переважно в навколоядерній зоні та в пучках фібрил, що відходять до периферії клітин. Особливо багато їх у клітинах, схильних до механічних впливів.
Клітинний центр
Клітинний центр - структура цитоплазми, що є джерелом зростання мікротрубочок, своєрідний центр організації. Під клітинним центром розуміють сукупність центріолейі центросфери. Центріолі зазвичай розташовуються у геометричному центрі клітини. Ці структури є обов'язковими для клітин тварин, а також зустрічаються у деяких водоростей, відсутні у вищих рослин, ряду найпростіших і грибів. У клітинах, що діляться, вони беруть участь у формуванні веретена поділу. Центріолі складаються з 9 триплетів мікротрубочок, що утворюють порожнистий циліндр шириною близько 0,15 мкм, довжиною - 0,3-0,5 мкм. В інтерфазних клітинах присутні 2 центріолі. Центросфера оточує центріолі і є сукупністю додаткових структур: скреслені волокнисті коріння, додаткові мікротрубочки, фокуси сходження мікротрубочок. У центросфері мікротрубочки радіально розходяться від зони центріолі.
