Одномембранные органеллы

Что такое одномембранные органеллы

Эукариотическую клетку отличают от прокариотической большие размеры и более сложное строение. У представителей животного мира она может достигать от 10 до 40 мкм, а растительного — от 100 до 200 мкм.

К основным микроскопическим структурам эукариотической клетки относят:

• цитоплазматическую мембрану;
• цитоплазму;
• ядро.

В клетках эукариот содержится множество внутренних структур, которые выполняют конкретные функции. Данные структуры называют органеллами.

Ученые полагают, что причиной появления таких органелл стали эволюционные процессы, заключающиеся в выпячивании внешней мембраны внутрь и отпочкования этих образований. Практически все органеллы обладают взаимными связями, благодаря наличию системы пузырькового или везикулярного транспорта. Такой механизм протекает в результате отпочкования от одной органеллы и слияния с другой. При этом осуществляется перенос содержимого и компонентов мембраны.

Совокупность этих органелл называют вакуолярная система. Данный комплекс состоит из:

• эндоплазматической сети;
• аппарата Гольджи;
• лизосом;
• вакуолей;
• секреторных пузырьков;
• пероксиомы.

Какие органоиды имеют такое строение

Благодаря набору органелл, расположенных в гиалоплазме, клетка функционирует. Так как каждой из них присуще какие-то функции, они отличаются строением, формой, структурными компонентами.

Наибольшую важность представляют клетки в виде одноклеточного организма. Органеллы существуют за счет элемента, который служит барьером для внутреннего содержания, защищая его от негативных факторов внешней среды. Он представляет собой клеточную мембрану. Любой органоид дополнен собственной оболочкой, исходя из особенностей, которой можно определить, к какому варианту он принадлежит:

• одномембранному;
• двумембранному;
• безмембранному.

К категории одномембранных органоидов относят:

• эндоплазматическую сеть (ЭПС);
• комплекс (аппарат) Гольджи;
• лизосомы;
• вакуоли;
• секреторные пузырьки и пероксисомы.

Характеристики структуры одномембранных органоидов:

• определенный функционал;
• специфика строения;
• объединены закономерностью строения мембраны.

Согласно теории эволюции, данные элементы образовались в процессе выпячивания клеточной мембраны, сопровождающегося отграничением части содержимого клетки. После того, как выпячивание замкнулось, произошло ее отпочкование. Образовавшиеся в результате пузырьки сохранили взаимные связи, по средствам которых происходит обмен их содержимым. Подобная система определяется, как вакуолярная. При этом для каждого ее компонента предусмотрено определенное название.

Основные виды и их функции

Одномембранные органеллы являются результатом процесса, в ходе которого наружная мембрана выпячивается во внутриклеточное пространство, а образованные при этом внутри клетки складки отпочковываются.

Связь одномембранных органелл осуществляется с помощью специфического пузырькового или везикулярного аппарата и обеспечивается отпочкованием пузырька одной органеллы с последующим его слиянием с другой органеллой клетки. В таких связях наблюдают перенос содержимого и компонентов мембраны. В совокупности эти органеллы образуют вакуолярную систему, состоящую из нескольких компонентов.

Эндоплазматическая сеть

Данный элемент вакуолярной системы является комплексом, в состав которого входят мембранные каналы и полости, пролегающие по всей клетке. Эндоплазматическая сеть представляет собой непосредственное продолжение наружной ядерной мембраны. Выделяют несколько видов данного элемента:

• гладкая;
• шероховатая или гранулярная с гранулами в виде рибосом.

Гранулярная ЭПС является местом, где синтезируется белок.

Гладкая эндоплазматическая сеть необходима для синтеза липидов и углеводов. Внутри каналов этого элемента вакуолярной системы происходит накопление синтезированных веществ для последующей их транспортировки по клетке.

Лизосомы

Этот компонент представлен пузырьками, содержимым которых являются пищеварительные ферменты. Лизосомы формируются в аппарате Гольджи. Пища переваривается в пищеварительной вакуоли. Она является результатом соединения фагоцитозного пузырька и лизосомы.

Вакуоли

Это пузырьки с определенным содержимым. Вакуоли у представителей животного мира обладают временным характером и составляют примерно 5% от пространства клетки.

Растения и грибы обладают крупными центральными вакуолями. Они содержат клеточный сок, а мембрана представлена тонопластом. В растительных организмах вакуоль может составлять до 90% от объема взрослой клетки.

Аппарат (комплекс) Гольджи

Компонент вакуолярной системы представляет собой стопку, в которые собраны плоские мембранные полости, окруженные пузырьками. Эндоплазматическая сеть транспортирует по каналам вещества, которые затем попадают в аппарат Гольджи, где происходит их накопление и химическая модификация.

Реснички и жгутики

Специализированные органоиды перемещения клеток бывают нескольких типов. Одну разновидность жгутиков наблюдают в клетках, которые характерны для представителей животного мира и низших растений, за исключением цианобактерий. Другие конфигурации жгутиков можно наблюдать у бактерий. Ресничками обладают только клетки животных.

Жгутики бактерий тонкие, составляют в толщину от 15 до 20 нм, пустые внутри нити и имеют в составе один белок — флагеллин. Нити изгибаются волнами. Их форма является постоянной. Нити не могут передвигаться самостоятельно.

Мембрана бактериальной клетки содержит базальное тельце жгутика, которое обладает белковым составом и строением. Соединение жгутика и базального тельца осуществляется по средствам крюка, который вращается. Вращающий элемент представлен базальным тельцем, движущимся во внутреннем пространстве бактериальной мембраны, как ротор в электрическом двигателе. Движение осуществляется за счет разности, которыми обладают электрохимические потенциалы на мембране бактериальной клетки.

У растительных и животных организмов жгутики и реснички отличаются более крупными размерами. Данные элементы могут достигать в диаметре 250 нм и в длину составляют до нескольких миллиметров. По сравнению с бактериальными, данные жгутики обладают мембранным покрытием и характеризуются собственной подвижностью.

По строению и принципу работы жгутики и реснички невозможно отличить друг от друга. Однако существенная разница между этими компонентами заключается в их численности. Как правило, одна клетка может обладать одним или несколькими жгутиками, когда реснички могут быть представлены несколькими тысячами.

Функции одномембранных органоидов

Данные клеточные структуры характеризуются определенным функционалом. Среди общего назначения одномембранных органов можно выделить:

• защита клетки от неблагоприятного воздействия внешней среды;
• транспортировка веществ во внутреннем пространстве клетки;
• для растительных видов характерна функция фотосинтеза.

В случае конкретного одномембранного органоида наблюдают конкретные функции, которыми он обладает:

1. Благодаря ферментам лизосом, органические вещества усваиваются, отложения из органелл и клеток, более не способных выполнять свои функции, разрушаются.
2. В комплексе Гольджи формируются лизосомы, накапливаются вещества, образованные мембраной эндоплазматической системы, образовавшиеся вещества преобразуются в пузырьки и распределяются по цитоплазме клетки, для высвобождения во внешнюю среду.
3. Вакуоли наиболее часто можно встретить в клетках растений и грибов. Также встречаются животные протисты, которые содержат органоиды. Вакуоли необходимы для хранения питательных веществ, их интоксикации. По итогам обезвреживания отходы выводятся во внешнюю среду.
4. Эндоплазматическая сеть служит для синтеза липидов. В организмах у представителей животного мира эндоплазматическая сеть наиболее ярко выражена в ткани эпителия кишечника, а также органов, которые необходимы для синтеза гормонов. ЭСП также является местом синтеза некоторых углеводов.

Значение и роль органоидов

Органоиды объясняют функциональную значимость и специфический характер клетки. С помощью данных компонентов осуществляется эффективная защита клеточного пространства и содержимого от негативного воздействия факторов внешней среды. Пока ткань пребывает в состоянии жизни, элементы клеток находятся в сохранности. Особенностью органоидов является синтез себе подобных органоидов. Таким образом, клетки размножаются, а генетическая информация передается по наследству.