Органели

Від | 20.02.2025
0 Коментарів

Органели — це спеціалізовані структури всередині клітини, які виконують певні функції, подібно до органів у організмі. Вони характерні для еукаріотичних клітин (тварин, рослин, грибів), хоча деякі присутні й у прокаріотів у спрощеній формі. Ось докладний опис основних органел із їхньою структурою, функціями та біологічним значенням.

1. Ядро

  • Структура:
  • Оточене подвійною мембраною (ядерною оболонкою) з порами (ядерними порами).
  • Вміст: хроматин (ДНК + білки), ядерце (місце синтезу рРНК).
  • Функція:
  • Зберігання генетичної інформації (ДНК).
  • Регуляція експресії генів (транскрипція).
  • Синтез рибосомних субодиниць у ядерці.
  • Особливості: Найбільша органела, керує клітинними процесами.

2. Мітохондрії

  • Структура:
  • Подвійна мембрана: зовнішня (гладка), внутрішня (складки — кристи).
  • Матрикс із ферментами, мтДНК, рибосомами.
  • Функція:
  • Синтез АТФ через окисне фосфорилювання (клітинне дихання).
  • Регуляція метаболізму (цикл Кребса, β-окиснення жирів).
  • Участь в апоптозі (вивільнення цитохрому c).
  • Особливості: “Енергетичні станції”, мають власну ДНК, походять від ендосимбіонтів.

3. Ендоплазматичний ретикулум (ER)

  • Структура:
  • Мережа мембранних трубок і мішечків.
  • Грубий ER: З рибосомами на поверхні.
  • Гладкий ER: Без рибосом.
  • Функція:
  • Грубий ER: Синтез і модифікація білків (глікозилювання).
  • Гладкий ER: Синтез ліпідів (фосфоліпідів, стероїдів), детоксикація, зберігання Ca²⁺.
  • Особливості: З’єднаний із ядерною оболонкою, основа мембранного синтезу.

4. Апарат Гольджі

  • Структура:
  • Стопка плоских мембранних мішечків (цистерн).
  • Має цис- (вхід) і транс- (вихід) сторони.
  • Функція:
  • Модифікація, сортування і пакування білків та ліпідів.
  • Синтез глікопротеїнів і гліколіпідів.
  • Утворення лізосом і секреторних везикул.
  • Особливості: “Поштовий офіс” клітини, працює в тандемі з ER.

5. Лізосоми

  • Структура:
  • Одномембранні везикули, заповнені гідролітичними ферментами (pH ~4.5-5).
  • Функція:
  • Внутрішньоклітинне травлення (розщеплення макромолекул).
  • Автофагія (переробка старих органел).
  • Фагоцитоз (знищення патогенів у імунних клітинах).
  • Особливості: “Шлунок” клітини, утворюються з апарату Гольджі.

6. Пероксисоми

  • Структура:
  • Одномембранні органели, містять оксидази й каталазу.
  • Функція:
  • Окиснення жирних кислот (β-окиснення для енергії).
  • Детоксикація пероксиду водню (H₂O₂ → H₂O + O₂).
  • Синтез плазмалогенів (компонентів мембран).
  • Особливості: Самостійно діляться, не мають ДНК.

7. Вакуолі (у рослин, грибів)

  • Структура:
  • Великі одномембранні мішечки, заповнені клітинним соком.
  • Функція:
  • Зберігання поживних речовин, води, пігментів.
  • Підтримка тургорного тиску в рослинних клітинах.
  • Детоксикація (накопичення токсинів).
  • Особливості: У тварин вакуолі малі й тимчасові (наприклад, травні).

8. Хлоропласти (у рослин)

  • Структура:
  • Подвійна мембрана, внутрішня складається з тилакоїдів (грани) і строми.
  • Містять хлорофіл і власну ДНК.
  • Функція:
  • Фотосинтез: перетворення світлової енергії в хімічну (синтез глюкози).
  • Синтез АТФ і NADPH у світловій фазі.
  • Особливості: Походять від ендосимбіотичних ціанобактерій.

9. Рибосоми

  • Структура:
  • Немембранні органели, складаються з рРНК і білків.
  • Дві субодиниці: мала (40S) і велика (60S) у еукаріотів.
  • Функція:
  • Синтез білків (трансляція мРНК у поліпептиди).
  • Особливості: Зустрічаються вільно в цитоплазмі або на грубому ER.

10. Центросома (з центріолями)

  • Структура:
  • Немембранна органела, містить пару центріолей (9 триплетів мікротрубочок).
  • Функція:
  • Організація мікротрубочок для поділу клітини (веретено поділу).
  • Утворення війок і джгутиків (у тварин).
  • Особливості: Активна під час мітозу.

11. Цитоскелет (мікротрубочки, мікрофіламенти, проміжні фібрили)

  • Структура:
  • Немембранні білкові мережі (тубулін, актин, кератин тощо).
  • Функція:
  • Підтримка форми клітини.
  • Внутрішньоклітинний транспорт (везикул, органел).
  • Рух клітини (амебоподібний рух, джгутики).
  • Особливості: Динамічна структура, постійно перебудовується.

Загальні характеристики органел

  • Мембранні vs немембранні:
  • Мембранні (мітохондрії, ER, лізосоми) оточені ліпідним бішарем.
  • Немембранні (рибосоми, центросома) — білкові комплекси.
  • Походження:
  • Мітохондрії та хлоропласти — ендосимбіотичне.
  • Інші — утворюються з мембран ER чи поділом (пероксисоми).
  • Розташування: У цитоплазмі, деякі (ядро) відокремлені.

Біологічне значення

  1. Спеціалізація: Кожна органела виконує унікальну функцію, підвищуючи ефективність клітини.
  2. Компартменталізація: Мембранні органели відокремлюють процеси (наприклад, травлення в лізосомах не шкодить цитоплазмі).
  3. Енергія та синтез: Забезпечують енергію (мітохондрії, хлоропласти) і синтез макромолекул (рибосоми, ER, Гольджі).

Порівняння у тварин і рослин

  • Спільні: Ядро, мітохондрії, ER, Гольджі, лізосоми, рибосоми, пероксисоми.
  • Тільки в рослинах: Хлоропласти, великі вакуолі.
  • Тільки в тваринах: Центріолі (у більшості рослин відсутні).

Патології

  • Мітохондріальні хвороби: Дефект мтДНК (синдром MELAS).
  • Лізосомні хвороби накопичення: Несправність ферментів (хвороба Тея-Сакса).
  • Порушення ER: Стрес ER при неправильному згортанні білків (діабет).

Цікаві факти

  • Мітохондрії мають ~37 генів у мтДНК, решта кодуються ядром.
  • У одноклітинних (амеби) вакуолі виконують функцію травлення і виведення.
  • Хлоропласти можуть рухатися в клітині для оптимізації фотосинтезу.
Переглядів: 20