Čo je to organoid? Štruktúra a funkcie organel. Organely rastlinných buniek

• Veľká centrálna vakuola, priestor vyplnený bunkovou šťavou a ohraničený membránou – tonoplastom. Vakuola hrá kľúčovú úlohu pri udržiavaní bunkového turgoru, riadi pohyb molekúl z cytosolu do bunkových sekrétov, ukladá užitočné látky a rozkladá staré proteíny a organely.
• Existuje bunková stena pozostávajúca predovšetkým z celulózy, ale aj hemicelulózy, pektínu a v mnohých prípadoch lignínu. Tvorí ho protoplast na vrchu bunkovej membrány. Líši sa od bunkovej steny húb, ktorá pozostáva z chitínu, a baktérií, ktoré sú postavené z peptidoglykánu (mureínu).
• Špecializované cesty komunikácie medzi bunkami - plazmodesmata, cytoplazmatické mostíky: cytoplazma a endoplazmatické retikulum (ER) susedných buniek komunikujú cez póry v bunkových stenách.
• Plastidy, z ktorých najvýznamnejšie sú chloroplasty. Chloroplasty obsahujú chlorofyl, zelený pigment, ktorý absorbuje slnečné svetlo. Vykonávajú fotosyntézu, pri ktorej bunka syntetizuje organické látky z anorganických. Ďalšími plastidmi sú leukoplasty: amyloplasty, zásobný škrob, elaioplasty, zásobné tuky atď., ako aj chromoplasty, špecializujúce sa na syntézu a skladovanie pigmentov. Podobne ako mitochondrie, ktorých genóm v rastlinách obsahuje 37 génov, aj plastidy majú svoje vlastné genómy (plastómy), pozostávajúce z približne 100-120 jedinečných génov. Predpokladá sa, že plastidy a mitochondrie vznikli ako prokaryotické endosymbionty, ktoré sa usadili v eukaryotických bunkách.
• Bunkové delenie (mitóza) suchozemských rastlín a niektorých rias, najmä Charophyta a radu Trentepohliales, je charakterizované prítomnosťou ďalšieho štádia - predprofázy. Okrem toho sa cytokinéza uskutočňuje pomocou fragmoplastu - „formy“ pre bunkovú platňu vo výstavbe.
• Samčie reprodukčné bunky machov a papradí majú bičík podobný bičíku zvieracích spermií, ale v semenných rastlinách - nahosemenných a kvitnúcich rastlinách - bičík chýba a nazývajú sa spermie.
• Z organel, ktoré sú súčasťou živočíšnej bunky, chýbajú v rastlinnej bunke iba centrioly.

Funkcie bunkových organel

Bunkové organely a ich funkcie:

1. Bunková membrána - pozostáva z 3 vrstiev:

• tuhá bunková stena;
• tenká vrstva pektínových látok;
• tenké cytoplazmatické vlákno.

Bunková membrána poskytuje mechanickú podporu a ochranu, drží susedné bunky pohromade a spája protoplasty susedných buniek do jedného systému.

2. Plazmatická membrána – má zložitú štruktúru, pozostávajúcu z vrstiev lipidov a proteínov usporiadaných určitým spôsobom. Poskytuje selektívne priepustnú bariéru, ktorá reguluje výmenu medzi bunkou a prostredím.

3. Cytoplazma je vnútorné polotekuté prostredie bunky. V cytoplazme prebiehajú metabolické procesy, spája bunkové organely do jedného celku a zabezpečuje ich interakciu.

4. Jadro - uzavreté v obale z dvoch membrán, zložkami jadra sú bunková šťava, chromatín a jadierko. Jadrové chromozómy regulujú všetky typy bunkovej aktivity: jadrové delenie je základom vlastnej reprodukcie.

5. Jadierko je malá štruktúra zahrnutá v jadre. Jadierko je miestom tvorby ribozómov.

6. Endoplazmatické retikulum (ER) - systém sploštených membránových vakov - nádrží. Povrch drsného ER je pokrytý ribozómami, zatiaľ čo hladký ER nie. Proteín syntetizovaný na ribozómoch je transportovaný cez cisterny hrubého ER. Hladký ER je miestom syntézy lipidov a steroidov.

7. Ribozómy – pozostávajú z 2 podjednotiek – veľkej a malej. Môžu byť spojené s ER alebo ležať voľne v cytoplazme. Ribozómy sú miestom syntézy bielkovín.

8. Mitochondrie - obklopené schránkami dvoch membrán. Vnútorné membrány tvoria záhyby (cristae), vnútorným obsahom mitochondrií je matrix. Podieľajte sa na procesoch vnútrobunkovej oxidácie a poskytujte energetické rezervy.

9. Golgiho aparát - stoh sploštených membránových vakov nádrží s kontinuálne sa oddeľujúcimi vezikulami. Zúčastňuje sa na procese sekrécie; tvoria sa v ňom lyzozómy.

10. Lyzozómy sú jednomembránový vak naplnený tráviacimi enzýmami. Vykonávať funkcie súvisiace s rozpadom štruktúr alebo molekúl v bunke.

11. Bunkový stred – tvoria ho 2 najmenšie častice – centrioly. Podieľa sa na tvorbe vretena.

12. Plastidy sú dvojmembránové organely rastlinnej bunky. Chromoplasty obsahujú pigmenty, leukoplasty obsahujú rezervnú látku (škrob). Vykonávajú signálne (chromoplasty) a rezervné (leukoplasty) funkcie.

13. Chloroplasty sú veľké plastidy obsahujúce chlorofyl. Podieľa sa na procese fotosyntézy.

14. Vakuola – organela obsahujúca bunkovú šťavu, ohraničená jednou membránou. Vykonáva funkciu ukladania.

Trvalé bunkové štruktúry, bunkové orgány, ktoré počas života bunky zabezpečujú výkon špecifických funkcií – ukladanie a prenos genetickej informácie, prenos látok, syntéza a premena látok a energie, delenie, pohyb a pod.

K organoidom (organelám) buniek eukaryoty týkať sa:

• chromozómy;
• bunková membrána;
• mitochondrie;
• Golgiho komplex;
• endoplazmatické retikulum;
• ribozómy;
• mikrotubuly;
• mikrovlákna;
• lyzozómy.

Živočíšne bunky tiež obsahujú centrioly a mikrofibrily a rastlinné bunky obsahujú plastidy, ktoré sú pre ne jedinečné.

Niekedy sa jadro ako celok klasifikuje ako organely eukaryotických buniek.

Prokaryoty chýba väčšina organel, majú len bunkovú membránu a ribozómy, ktoré sa líšia od cytoplazmatických ribozómov eukaryotických buniek.

Špecializované eukaryotické bunky môžu mať zložité štruktúry založené na univerzálnych organelách, ako sú mikrotubuly a centrioly – hlavné zložky bičíkov a mihalníc. Mikrofibrily sú základom tono- a neurofibrily. Špeciálne štruktúry jednobunkových organizmov, ako sú bičíky a mihalnice (skonštruované rovnakým spôsobom ako v mnohobunkových bunkách), plnia funkciu orgánov pohybu.

V modernej literatúre sa častejšie používajú pojmy „ organoidy "A" organely “ sa používajú ako synonymá.

Štruktúry spoločné pre živočíšne a rastlinné bunky

Porovnávacie charakteristiky RNA a DNA

Každý vie zo školy, že všetky živé organizmy, rastliny aj zvieratá, pozostávajú z buniek. Ale to, z čoho pozostávajú, nie je každému známe, a aj keď je to známe, nie je to vždy dobré. V tomto článku sa pozrieme na štruktúru rastlinných a živočíšnych buniek a pochopíme ich rozdiely a podobnosti.

Najprv však zistíme, čo je organoid.

Organoid je orgán bunky, ktorý v nej plní niektoré zo svojich individuálnych funkcií a zároveň zabezpečuje jej životaschopnosť, pretože bez výnimky je každý proces vyskytujúci sa v systéme pre tento systém veľmi dôležitý. A všetky organely tvoria systém. Organely sa tiež nazývajú organely.

Organely rastlín

Pozrime sa teda, aké organely sa nachádzajú v rastlinách a aké presné funkcie plnia.

Jadro (jadrový aparát) je jednou z najdôležitejších organel. Zodpovedá za prenos dedičnej informácie – DNA (kyselina deoxyribonukleová). Jadrom je okrúhla organela. Má niečo ako kostru – jadrovú matricu. Je to matrica, ktorá je zodpovedná za morfológiu jadra, jeho tvar a veľkosť. Jadro obsahuje jadrovú šťavu alebo karyoplazmu. Je to dosť viskózna hustá kvapalina, v ktorej je malé jadierko, ktoré tvorí proteíny a DNA, ako aj chromatín, ktorý realizuje nahromadený genetický materiál.

Samotný jadrový aparát sa spolu s ďalšími organelami nachádza v cytoplazme – tekutom médiu. Cytoplazma pozostáva z bielkovín, sacharidov, nukleových kyselín a ďalších látok, ktoré sú výsledkom produkcie iných organel. Hlavnou funkciou cytoplazmy je prenos látok medzi organelami na udržanie života. Keďže cytoplazma je kvapalina, vo vnútri bunky dochádza k miernemu pohybu organel.

Membránový plášť

Membránová membrána alebo plazmalema plní ochrannú funkciu a chráni organely pred akýmkoľvek poškodením. Plášť membrány je film. Nie je súvislá – škrupina má póry, cez ktoré niektoré látky vstupujú do cytoplazmy a iné vystupujú. Záhyby a výrastky membrány poskytujú pevné spojenie medzi bunkami. Škrupina je chránená bunkovou stenou, to je vonkajšia kostra, ktorá dáva bunke zvláštny tvar.

Vacuoly

Vakuoly sú špeciálne zásobníky na uchovávanie bunkovej šťavy. Obsahuje živiny a odpadové látky. Vakuoly ho hromadia počas celého života bunky, takéto zásoby sú potrebné v prípade poškodenia (zriedkavo) alebo nedostatku živín.

Prístroje, lyzozómy a mitochondrie

Chloroplasty, leukoplasty a chromoplasty

Plastidy sú dvojmembránové bunkové organely, rozdelené do troch typov - chloroplasty, leukoplasty a chromoplasty:

• Chloroplasty dodávajú rastlinám zelenú farbu, sú okrúhleho tvaru a obsahujú špeciálnu látku – pigment chlorofyl, ktorý sa podieľa na procese fotosyntézy.
• Leukoplasty sú priehľadné organely zodpovedné za spracovanie glukózy na škrob.
• Chromoplasty sú plastidy, ktoré sú červené, oranžové alebo žlté. Môžu sa vyvinúť z chloroplastov, keď stratia chlorofyl a škrob. Tento proces môžeme pozorovať, keď listy žltnú alebo dozrievajú plody. Chromoplasty sa môžu za určitých podmienok premeniť späť na chloroplasty.

Endoplazmatické retikulum

Endoplazmatické retikulum pozostáva z ribozómov a polyribozómov. Ribozómy sa syntetizujú v jadierku, plnia funkciu biosyntézy bielkovín. Ribozomálne komplexy pozostávajú z dvoch častí - veľkej a malej. Prevláda počet ribozómov v cytoplazmatickom priestore.

Polyribozóm je súbor ribozómov, ktoré prekladajú jednu veľkú molekulu látky.

Organely živočíšnych buniek

Niektoré organely sa úplne zhodujú s organelami rastlín a niektoré organely rastlín sa u zvierat vôbec nenachádzajú. Nižšie je uvedená tabuľka porovnávajúca konštrukčné vlastnosti.

Poďme sa zaoberať poslednými dvoma:

Môžeme povedať, že štruktúra živočíšnych a rastlinných buniek je odlišná, pretože rastliny a zvieratá majú rôzne formy života. Organely rastlinnej bunky sú teda lepšie chránené, pretože rastliny sú nehybné – nemôžu utiecť pred nebezpečenstvom. V rastlinnej bunke sú prítomné plastidy, ktoré poskytujú rastline ďalší typ výživy – fotosyntézu. Zvieratá vďaka svojim vlastnostiam absolútne nepotrebujú výživu prostredníctvom spracovania slnečného žiarenia. A preto žiadny z troch typov plastidov nemôže existovať v živočíšnej bunke.

Nezávislý biosystém, ktorý má základné vlastnosti všetkých živých vecí. Môže sa teda rozvíjať, reprodukovať, pohybovať sa, prispôsobovať sa a meniť. Okrem toho sa akékoľvek bunky vyznačujú metabolizmom, špecifickou štruktúrou, usporiadanosťou štruktúr a funkcií.

Veda, ktorá študuje bunky, je cytológia. Jej predmetom sú štruktúrne jednotky mnohobunkových živočíchov a rastlín, jednobunkových organizmov - baktérií, prvokov a rias, ktoré pozostávajú len z jednej bunky.

Ak hovoríme o všeobecnej organizácii štruktúrnych jednotiek živých organizmov, pozostávajú z obalu a jadra s jadrom. Zahŕňajú aj bunkové organely a cytoplazmu. Dnes sú rôzne výskumné metódy vysoko rozvinuté, ale popredné miesto zaujíma mikroskopia, ktorá umožňuje študovať štruktúru buniek a skúmať jej hlavné štrukturálne prvky.

Čo je to organoid?

Organely (tiež sa nazývajú organely) sú stálymi základnými prvkami každej bunky, ktoré ju tvoria celok a vykonávajú určité funkcie. Sú to štruktúry, ktoré sú životne dôležité pre udržanie jej činnosti.

Organely zahŕňajú jadro, lyzozómy, endoplazmatické retikulum a Golgiho komplex, vakuoly a vezikuly, mitochondrie, ribozómy a bunkové centrum (centrozóm). Patria sem aj štruktúry, ktoré tvoria bunkový cytoskelet (mikrotubuly a mikrofilamenty), melanozómy. Organely pohybu by mali byť zvýraznené oddelene. Sú to mihalnice, bičíky, myofibrily a pseudopódy.

Všetky tieto štruktúry sú vzájomne prepojené a zabezpečujú koordinovanú činnosť buniek. To je dôvod, prečo otázka: "Čo je organoid?" - môžeme odpovedať, že ide o zložku, ktorú možno prirovnať k orgánu mnohobunkového organizmu.

Klasifikácia organel

Bunky sa líšia veľkosťou a tvarom, ako aj funkciami, ale zároveň majú podobnú chemickú štruktúru a jediný princíp organizácie. Zároveň je dosť diskutabilná otázka, čo je to organoid a o aké štruktúry ide. Napríklad lyzozómy alebo vakuoly niekedy nie sú klasifikované ako bunkové organely.

Ak hovoríme o klasifikácii týchto bunkových zložiek, potom sa rozlišujú nemembránové a membránové organely. Nemembránové sú bunkové centrum a ribozómy. Organely pohybu (mikrotubuly a mikrofilamenty) tiež nemajú membrány.

Štruktúra membránových organel je založená na prítomnosti biologickej membrány. Jednomembránové a dvojmembránové organely majú obal s jednoduchou štruktúrou, ktorý pozostáva z dvojitej vrstvy fosfolipidov a molekúl proteínov. Oddeľuje cytoplazmu od vonkajšieho prostredia a pomáha bunke udržiavať jej tvar. Stojí za to pripomenúť, že okrem membrány existuje aj vonkajšia celulózová membrána, ktorá sa nazýva bunková stena. Plní podpornú funkciu.

Membránové organely zahŕňajú ER, lyzozómy a mitochondrie, ako aj lyzozómy a plastidy. Ich membrány sa môžu líšiť iba súborom proteínov.

Ak hovoríme o funkčnej schopnosti organel, potom niektoré z nich sú schopné syntetizovať určité látky. Dôležitými organelami syntézy sú teda mitochondrie, v ktorých sa tvorí ATP. Ribozómy, plastidy (chloroplasty) a drsné endoplazmatické retikulum sú zodpovedné za syntézu proteínov, hladké ER je zodpovedné za syntézu lipidov a sacharidov.

Pozrime sa podrobnejšie na štruktúru a funkcie organel.

Core

Táto organela je mimoriadne dôležitá, pretože keď sa odstráni, bunky prestanú fungovať a odumierajú.

Jadro má dvojitú membránu obsahujúcu veľa pórov. S ich pomocou je úzko spojená s endoplazmatickým retikulom a cytoplazmou. Táto organela obsahuje chromatín – chromozómy, ktoré sú komplexom bielkovín a DNA. Ak to vezmeme do úvahy, môžeme povedať, že jadro je organela, ktorá je zodpovedná za zachovanie väčšiny genómu.

Tekutá časť jadra sa nazýva karyoplazma. Obsahuje odpadové produkty jadrových štruktúr. Najhustejšou zónou je jadro, v ktorom sa nachádzajú ribozómy, komplexné proteíny a RNA, ako aj fosforečnany draslíka, horčíka, zinku, železa a vápnika. Jadierko zmizne predtým a znovu sa vytvorí v posledných fázach tohto procesu.

Endoplazmatické retikulum (retikulum)

EPS je jednomembránová organela. Zaberá polovicu objemu bunky a skladá sa z tubulov a cisterien, ktoré sú navzájom spojené, ako aj s cytoplazmatickou membránou a vonkajším obalom jadra. Membrána tejto organely má rovnakú štruktúru ako plazmalém. Táto štruktúra je integrálna a neotvára sa do cytoplazmy.

Endoplazmatické retikulum je hladké a zrnité (drsné). Vnútorný obal granulárneho ER obsahuje ribozómy, v ktorých prebieha syntéza bielkovín. Na povrchu hladkého endoplazmatického retikula sa nenachádzajú ribozómy, ale prebieha tu syntéza sacharidov a tukov.

Všetky látky, ktoré sa tvoria v endoplazmatickom retikule, sú transportované systémom tubulov a trubíc na miesto určenia, kde sa hromadia a následne využívajú v rôznych biochemických procesoch.

Vzhľadom na syntetizujúcu schopnosť EPS sa hrubé retikulum nachádza v bunkách, ktorých hlavnou funkciou je tvorba proteínov, a hladké retikulum sa nachádza v bunkách, ktoré syntetizujú sacharidy a tuky. Okrem toho sa v hladkom retikule hromadia ióny vápnika, ktoré sú potrebné pre normálne fungovanie buniek alebo tela ako celku.

Treba tiež poznamenať, že ER je miestom tvorby Golgiho aparátu.

Lyzozómy, ich funkcie

Lyzozómy sú bunkové organely, ktoré sú reprezentované jednomembránovými vakmi okrúhleho tvaru s hydrolytickými a tráviacimi enzýmami (proteázy, lipázy a nukleázy). Obsah lyzozómov sa vyznačuje kyslým prostredím. Membrány týchto útvarov ich izolujú od cytoplazmy, čím bránia deštrukcii iných štruktúrnych zložiek buniek. Pri uvoľnení lyzozómových enzýmov do cytoplazmy dochádza k samodeštrukcii bunky – autolýze.

Je potrebné poznamenať, že enzýmy sa primárne syntetizujú na hrubom endoplazmatickom retikule, po ktorom sa presúvajú do Golgiho aparátu. Tu prechádzajú modifikáciou, balia sa do membránových vezikúl a začínajú sa oddeľovať, stávajú sa nezávislými zložkami bunky – lyzozómami, ktoré môžu byť primárne a sekundárne.

Primárne lyzozómy sú štruktúry, ktoré sú oddelené od Golgiho aparátu, a sekundárne (tráviace vakuoly) sú tie, ktoré sa tvoria v dôsledku fúzie primárnych lyzozómov a endocytických vakuol.

Vzhľadom na túto štruktúru a organizáciu možno identifikovať hlavné funkcie lyzozómov:

• trávenie rôznych látok vo vnútri bunky;
• zničenie bunkových štruktúr, ktoré nie sú potrebné;
• účasť na procesoch bunkovej reorganizácie.

Vacuoly

Vakuoly sú jednomembránové sférické organely, ktoré sú zásobárňami vody a organických a anorganických zlúčenín rozpustených v nej. Na tvorbe týchto štruktúr sa podieľa Golgiho aparát a ER.

V živočíšnej bunke je málo vakuol. Sú malé a nezaberajú viac ako 5% objemu. Ich hlavnou úlohou je zabezpečiť transport látok po celej bunke.

Vakuoly sú veľké a zaberajú až 90 % objemu. V zrelej bunke je iba jedna vakuola, ktorá zaujíma centrálnu polohu. Jeho membrána sa nazýva tonoplast a jeho obsah sa nazýva bunková šťava. Hlavnými funkciami rastlinných vakuol je zabezpečenie napätia v bunkovej membráne, akumulácia rôznych zlúčenín a odpadových produktov bunky. Okrem toho tieto organely rastlinnej bunky dodávajú vodu potrebnú pre proces fotosyntézy.

Ak hovoríme o zložení bunkovej šťavy, zahŕňa tieto látky:

• rezerva - organické kyseliny, sacharidy a bielkoviny, jednotlivé aminokyseliny;
• zlúčeniny, ktoré vznikajú počas života buniek a hromadia sa v nich (alkaloidy, triesloviny a fenoly);
• fytoncídy a fytohormóny;
• pigmenty, vďaka ktorým sú plody, korene a okvetné lístky natreté vhodnou farbou.

Golgiho komplex

Štruktúra organel nazývaných Golgiho aparát je pomerne jednoduchá. V rastlinných bunkách vyzerajú ako samostatné telá s membránou v živočíšnych bunkách sú reprezentované cisternami, tubulmi a vezikulami. Štrukturálnou jednotkou Golgiho komplexu je diktyozóm, ktorý predstavuje stoh 4-6 „cisterien“ a malých vezikúl, ktoré sú od nich oddelené a sú vnútrobunkovým transportným systémom a môže slúžiť aj ako zdroj lyzozómov. Počet diktyozómov sa môže meniť od jedného do niekoľkých stoviek.

Golgiho komplex sa zvyčajne nachádza v blízkosti jadra. V živočíšnych bunkách - blízko bunkového centra. Hlavné funkcie týchto organel sú nasledovné:

• sekrécia a akumulácia proteínov, lipidov a sacharidov;
• modifikácia organických zlúčenín vstupujúcich do Golgiho komplexu;
• táto organela je miestom tvorby lyzozómov.

Je potrebné poznamenať, že ER, lyzozómy, vakuoly a Golgiho aparát spolu tvoria tubulárno-vakuolárny systém, ktorý rozdeľuje bunku na samostatné časti so zodpovedajúcimi funkciami. Tento systém navyše zabezpečuje neustálu obnovu membrán.

Mitochondrie - energetické stanice bunky

Mitochondrie sú tyčinkovité, guľovité alebo vláknité dvojmembránové organely, ktoré syntetizujú ATP. Majú hladký vonkajší povrch a vnútornú membránu s početnými záhybmi nazývanými cristae. Je potrebné poznamenať, že počet kristov v mitochondriách sa môže meniť v závislosti od energetických potrieb bunky. Na vnútornej membráne sú sústredené početné komplexy enzýmov, ktoré syntetizujú adenozíntrifosfát. Tu sa energia chemických väzieb premieňa na ATP. Okrem toho v mitochondriách prebieha štiepenie mastných kyselín a sacharidov, čím sa uvoľňuje energia, ktorá sa hromadí a využíva na procesy rastu a syntézy.

Vnútorné prostredie týchto organel sa nazýva matrica. Obsahuje kruhovú DNA a RNA, malé ribozómy. Je zaujímavé, že mitochondrie sú poloautonómne organely, keďže závisia od fungovania bunky, no zároveň si dokážu zachovať určitú nezávislosť. Sú teda schopné syntetizovať svoje vlastné proteíny a enzýmy, ako aj samostatne sa rozmnožovať.

Predpokladá sa, že mitochondrie vznikli, keď aeróbne prokaryotické organizmy vstúpili do hostiteľskej bunky, čo viedlo k vytvoreniu špecifického symbiotického komplexu. Mitochondriálna DNA má teda rovnakú štruktúru ako DNA moderných baktérií a syntéza proteínov v mitochondriách aj baktériách je inhibovaná rovnakými antibiotikami.

Plastidy – organely rastlinných buniek

Plastidy sú pomerne veľké organely. Sú prítomné len v rastlinných bunkách a tvoria sa z prekurzorov – proplastidov a obsahujú DNA. Tieto organely hrajú dôležitú úlohu v metabolizme a sú oddelené od cytoplazmy dvojitou membránou. Okrem toho môžu tvoriť usporiadaný systém vnútorných membrán.

Existujú tri typy plastidov:

Ribozómy

Čo sa nazýva organela, ktorá pozostáva z dvoch fragmentov (malá a veľká podjednotka). Ich priemer je asi 20 nm. Nachádzajú sa vo všetkých typoch buniek. Sú to organely živočíšnych a rastlinných buniek, baktérie. Tieto štruktúry sa tvoria v jadre, potom sa presúvajú do cytoplazmy, kde sú voľne umiestnené alebo pripojené k ER. V závislosti od ich syntetizačných vlastností fungujú ribozómy samostatne alebo sú kombinované do komplexov, ktoré tvoria polyribozómy. V tomto prípade sú tieto nemembránové organely spojené molekulou messenger RNA.

Ribozóm obsahuje 4 molekuly rRNA, ktoré tvoria jeho kostru, ako aj rôzne proteíny. Hlavnou úlohou tejto organely je zostaviť polypeptidový reťazec, čo je prvý stupeň syntézy bielkovín. Tie proteíny, ktoré sú tvorené ribozómami endoplazmatického retikula, môže využívať celé telo. Proteíny pre potreby jednotlivej bunky sú syntetizované ribozómami, ktoré sa nachádzajú v cytoplazme. Treba poznamenať, že ribozómy sa nachádzajú aj v mitochondriách a plastidoch.

Bunkový cytoskelet

Bunkový cytoskelet je tvorený mikrotubulami a mikrofilamentami. Mikrotubuly sú valcovité útvary s priemerom 24 nm. Ich dĺžka je 100 µm-1 mm. Hlavnou zložkou je proteín nazývaný tubulín. Nie je schopný kontrakcie a môže byť zničený kolchicínom. Mikrotubuly sa nachádzajú v hyaloplazme a vykonávajú tieto funkcie:

• vytvoriť elastický, ale zároveň odolný rám bunky, ktorý mu umožňuje udržiavať tvar;
• podieľať sa na procese distribúcie bunkových chromozómov;
• zabezpečiť pohyb organel;
• obsiahnuté v bunkovom centre, ako aj v bičíkoch a mihalniciach.

Mikrofilamenty sú vlákna, ktoré sú umiestnené pod a pozostávajú z proteínu aktínu alebo myozínu. Môžu sa sťahovať, čo vedie k pohybu cytoplazmy alebo vyčnievaniu bunkovej membrány. Okrem toho sa tieto zložky podieľajú na tvorbe zúženia počas delenia buniek.

Bunkové centrum (centrozóm)

Táto organela sa skladá z 2 centriolov a centrosféry. Centriol je valcového tvaru. Jeho steny tvoria tri mikrotubuly, ktoré sa navzájom spájajú sieťovaním. Centrioly sú usporiadané v pároch navzájom v pravom uhle. Treba poznamenať, že bunkám vyšších rastlín tieto organely chýbajú.

Hlavnou úlohou bunkového centra je zabezpečiť rovnomernú distribúciu chromozómov počas delenia buniek. Je tiež centrom organizácie cytoskeletu.

Organely pohybu

Organely pohybu zahŕňajú riasinky a bičíky. Ide o miniatúrne výrastky vo forme chĺpkov. Bičík obsahuje 20 mikrotubulov. Jeho základňa sa nachádza v cytoplazme a nazýva sa bazálne telo. Dĺžka bičíka je 100 µm alebo viac. Bičíky, ktoré majú len 10-20 mikrónov, sa nazývajú riasinky. Keď mikrotubuly kĺžu, riasinky a bičíky sú schopné vibrovať, čo spôsobí pohyb samotnej bunky. Cytoplazma môže obsahovať kontraktilné fibrily, ktoré sa nazývajú myofibrily – sú to organely živočíšnej bunky. Myofibrily sa spravidla nachádzajú v myocytoch - bunkách svalového tkaniva, ako aj v srdcových bunkách. Pozostávajú z menších vlákien (protofibril).

Treba poznamenať, že zväzky myofibríl pozostávajú z tmavých vlákien - to sú anizotropné disky, ako aj svetlé oblasti - to sú izotropné disky. Štrukturálnou jednotkou myofibrily je sarkoméra. Toto je oblasť medzi anizotropným a izotropným diskom, ktorý má aktínové a myozínové vlákna. Keď sa posúvajú, sarkoméra sa sťahuje, čo vedie k pohybu celého svalového vlákna. To využíva energiu ATP a iónov vápnika.

Prvoky a zvieracie spermie sa pohybujú pomocou bičíkov. Mihalnice sú orgánom pohybu nálevníka. U zvierat a ľudí pokrývajú dýchacie cesty a pomáhajú zbaviť sa malých pevných častíc, ako je prach. Okrem toho existujú aj pseudopody, ktoré poskytujú améboidný pohyb a sú prvkami mnohých jednobunkových a živočíšnych buniek (napríklad leukocytov).

Väčšina rastlín sa nemôže pohybovať v priestore. Ich pohyby pozostávajú z rastu, pohybu listov a zmien v toku cytoplazmy buniek.

Záver

Napriek všetkej rozmanitosti buniek majú všetky podobnú štruktúru a organizáciu. Štruktúra a funkcie organel sa vyznačujú identickými vlastnosťami, ktoré zaisťujú normálne fungovanie ako jednotlivej bunky, tak aj celého organizmu.

Tento vzorec možno vyjadriť nasledovne.

Tabuľka „Eukaryotické bunkové organoidy“

Ak vyvodíme závery, môžeme povedať, že medzi živočíšnymi a rastlinnými bunkami sú menšie rozdiely. Funkčné vlastnosti a štruktúra organel (vyššie uvedená tabuľka to potvrdzuje) má všeobecný princíp organizácie. Bunka funguje ako koherentný a integrálny systém. Zároveň sú funkcie organel prepojené a zamerané na optimálne fungovanie a udržanie vitálnej aktivity bunky.

Organely sú trvalé zložky bunky, ktoré vykonávajú špecifické funkcie.

V závislosti od štrukturálnych vlastností sa delia na membránové a nemembránové. Membrána organely sú zas klasifikované ako jednomembránové (endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex a lyzozómy) alebo dvojmembránové (mitochondrie, plastidy a jadro). Bez membrány Organely sú ribozómy, mikrotubuly, mikrofilamenty a bunkové centrum. Z uvedených organel sú len ribozómy vlastné prokaryotom.

Štruktúra a funkcie jadra. Core- veľká dvojmembránová organela ležiaca v strede bunky alebo na jej okraji. Rozmery jadra sa môžu pohybovať od 3 do 35 mikrónov. Tvar jadra je najčastejšie guľovitý alebo elipsoidný, existujú však aj jadrá tyčinkovité, vretenovité, fazuľovité, laločnaté a dokonca aj segmentované. Niektorí vedci sa domnievajú, že tvar jadra zodpovedá tvaru samotnej bunky.

Väčšina buniek má jedno jadro, ale napríklad v bunkách pečene a srdca môžu byť dve a v počte neurónov až 15. Vlákna kostrového svalstva zvyčajne obsahujú veľa jadier, ale nie sú to bunky v v plnom zmysle slova, keďže vznikajú ako výsledok splynutia viacerých buniek.

Jadro je obklopené jadrová membrána, a jeho vnútorný priestor je vyplnený jadrová šťava, alebo nukleoplazma (karyoplazma), v ktorej sú ponorené chromatín A jadierko. Jadro plní také dôležité funkcie, ako je ukladanie a prenos dedičných informácií, ako aj kontrola bunkovej aktivity (obr. 2.30).

Úloha jadra pri prenose dedičnej informácie bola presvedčivo preukázaná pri pokusoch so zelenou riasou Acetabularia. V jednej obrovskej bunke dosahujúcej dĺžku 5 cm sa rozlišuje čiapka, stopka a rizoid. Okrem toho obsahuje iba jedno jadro umiestnené v rizide. I. Hemmerling transplantoval v 30. rokoch 20. storočia jadro jedného druhu acetabularia zelenej farby do rizoidu iného druhu, s hnedou farbou, z ktorého bolo jadro odstránené (obr. 2.31). Rastlina s transplantovaným jadrom po určitom čase vyrástla nová čiapočka, podobne ako riasa darcu jadra. Zároveň čiapka alebo stopka, oddelená od rizoidu a neobsahujúca jadro, po určitom čase odumrela.

Jadrový obal tvorené dvoma membránami – vonkajšou a vnútornou, medzi ktorými je priestor. Medzimembránový priestor komunikuje s dutinou hrubého endoplazmatického retikula a vonkajšia membrána jadra môže niesť ribozómy. Jadrový obal je preniknutý početnými pórmi vystlanými špeciálnymi proteínmi. Transport látok prebieha cez póry: potrebné proteíny (vrátane enzýmov), ióny, nukleotidy a ďalšie látky vstupujú do jadra a molekuly RNA, vyčerpané proteíny a ribozomálne podjednotky ho opúšťajú.

Funkciou jadrového obalu je teda oddelenie obsahu jadra od cytoplazmy, ako aj regulácia metabolizmu medzi jadrom a cytoplazmou.

Nukleoplazma je obsah jadra, v ktorom je ponorený chromatín a jadierko. Je to koloidný roztok, chemicky pripomínajúci cytoplazmu. Nukleoplazmatické enzýmy katalyzujú výmenu aminokyselín, nukleotidov, proteínov atď. Nukleoplazma je spojená s hyaloplazmou cez jadrové póry. Funkciou nukleoplazmy, podobne ako hyaloplazmy, je zabezpečiť prepojenie všetkých štruktúrnych zložiek jadra a uskutočniť množstvo enzymatických reakcií.

Chromatín je súbor tenkých vlákien a granúl uložených v nukleoplazme. Dá sa zistiť iba farbením, pretože indexy lomu chromatínu a nukleoplazmy sú približne rovnaké. Vláknitá zložka chromatínu sa nazýva euchromatín a granulovaná zložka sa nazýva heterochromatín. Euchromatín je slabo zhutnený, pretože sa z neho číta dedičná informácia, zatiaľ čo viac špirálovitý heterochromatín je geneticky neaktívny.

Chromatín je štrukturálna modifikácia chromozómov v nedeliacom sa jadre. Chromozómy sú teda v jadre neustále prítomné, mení sa len ich stav v závislosti od funkcie, ktorú jadro momentálne plní.

Zloženie chromatínu zahŕňa predovšetkým nukleoproteínové proteíny (deoxyribonukleoproteíny a ribonukleoproteíny), ako aj enzýmy, z ktorých najdôležitejšie sú spojené so syntézou nukleových kyselín, a niektoré ďalšie látky.

Funkcie chromatínu spočívajú po prvé v syntéze nukleových kyselín špecifických pre daný organizmus, ktoré riadia syntézu špecifických proteínov, a po druhé, v prenose dedičných vlastností z materskej bunky na dcérske bunky, na čo slúži chromatínové vlákna sú počas procesu delenia zabalené do chromozómov.

Nucleolus- guľovité teleso, dobre viditeľné pod mikroskopom, s priemerom 1-3 mikróny. Vzniká na úsekoch chromatínu, v ktorých sú zakódované informácie o štruktúre rRNA a ribozomálnych proteínov. V jadre je často len jedno jadierko, ale v tých bunkách, kde prebiehajú intenzívne životne dôležité procesy, môžu byť jadierka dve alebo viac. Funkcie jadier sú syntéza rRNA a zostavenie ribozomálnych podjednotiek kombináciou rRNA s proteínmi pochádzajúcimi z cytoplazmy.

Mitochondrie- dvojmembránové organely sú okrúhle, oválne alebo tyčinkovité, hoci sa vyskytujú aj špirálovité (v spermiách). Priemer mitochondrií je do 1 µm a dĺžka do 7 µm. Priestor vo vnútri mitochondrií je vyplnený matricou. Matrica je hlavnou substanciou mitochondrií. V nej je ponorená kruhová molekula DNA a ribozómy. Vonkajšia membrána mitochondrií je hladká a nepriepustná pre mnohé látky. Vnútorná membrána má výbežky - cristae, ktoré zväčšujú povrch membrán pre chemické reakcie (obr. 2.32). Na povrchu membrány sú početné proteínové komplexy, ktoré tvoria takzvaný dýchací reťazec, ako aj enzýmy ATP syntetázy v tvare húb. Aeróbne štádium dýchania prebieha v mitochondriách, počas ktorého sa syntetizuje ATP.

Plastidy- veľké dvojmembránové organely, charakteristické len pre rastlinné bunky. Vnútorný priestor plastidov je vyplnený strómou alebo matricou. Stróma obsahuje viac či menej vyvinutý systém membránových vezikúl - tylakoidov, ktoré sa zhromažďujú v stohoch - grana, ako aj vlastnú kruhovú molekulu DNA a ribozómy. Existujú štyri hlavné typy plastidov: chloroplasty, chromoplasty, leukoplasty a proplastidy.

Chloroplasty- ide o zelené plastidy s priemerom 3-10 mikrónov, dobre viditeľné pod mikroskopom (obr. 2.33). Nachádzajú sa len v zelených častiach rastlín – listoch, mladých stonkách, kvetoch a plodoch. Chloroplasty majú vo všeobecnosti oválny alebo elipsoidný tvar, ale môžu mať aj miskovitý, špirálovitý alebo dokonca laločnatý tvar. Počet chloroplastov v bunke je v priemere od 10 do 100 kusov.

Avšak napríklad v niektorých riasach to môže byť jedna, mať výrazné rozmery a zložitý tvar – vtedy je tzv. chromatofór. V iných prípadoch môže počet chloroplastov dosiahnuť niekoľko stoviek, zatiaľ čo ich veľkosti sú malé. Farba chloroplastov je spôsobená hlavným pigmentom fotosyntézy - chlorofyl, aj keď obsahujú aj ďalšie pigmenty - karotenoidy. Karotenoidy sa prejavia až na jeseň, keď je chlorofyl v starnúcich listoch zničený. Hlavnou funkciou chloroplastov je fotosyntéza. Svetelné reakcie fotosyntézy prebiehajú na tylakoidných membránach, na ktorých sú naviazané molekuly chlorofylu, a tmavé reakcie prebiehajú v stróme, kde sú obsiahnuté početné enzýmy.

Chromoplasty.- sú to žlté, oranžové a červené plastidy obsahujúce karotenoidné pigmenty. Tvar chromoplastov sa môže tiež výrazne líšiť: môžu byť rúrkové, guľovité, kryštalické atď. Chromoplasty dodávajú farbu kvetom a plodom rastlín, priťahujú opeľovače a rozdeľovače semien a plodov.

Leukoplasty- Sú to biele alebo bezfarebné plastidy, väčšinou okrúhleho alebo oválneho tvaru. Sú bežné v nefotosyntetických častiach rastlín, napríklad v šupke listov, hľúz zemiakov a pod.. Ukladajú živiny, najčastejšie škrob, ale v niektorých rastlinách to môžu byť bielkoviny alebo olej.

Plastidy sa tvoria v rastlinných bunkách z proplastidov, ktoré sú už prítomné v bunkách vzdelávacieho tkaniva a sú to malé dvojmembránové telieska. V počiatočných štádiách vývoja sa rôzne typy plastidov dokážu navzájom premieňať: keď sú vystavené svetlu, leukoplasty zemiakovej hľuzy a chromoplasty koreňa mrkvy zozelenajú.

Plastidy a mitochondrie sa nazývajú semiautonómne organely bunky, pretože majú svoje vlastné molekuly DNA a ribozómy, vykonávajú syntézu proteínov a delia sa nezávisle od delenia buniek. Tieto vlastnosti sú vysvetlené ich pôvodom z jednobunkových prokaryotických organizmov. „Nezávislosť“ mitochondrií a plastidov je však obmedzená, pretože ich DNA obsahuje príliš málo génov na voľnú existenciu, zatiaľ čo zvyšok informácií je zakódovaný v chromozómoch jadra, čo mu umožňuje kontrolovať tieto organely.

Endoplazmatické retikulum(EPS), príp endoplazmatického retikula(ER) je jednomembránová organela, čo je sieť membránových dutín a tubulov zaberajúcich až 30 % obsahu cytoplazmy. Priemer EPS tubulov je asi 25-30 nm. Existujú dva typy EPS – drsný a hladký. Hrubý XPS nesie ribozómy, dochádza na ňom k syntéze bielkovín (obr. 2.34).

Hladký XPS chýbajú mu ribozómy. Jeho funkciou je syntéza lipidov a sacharidov, tvorba lyzozómov, ako aj transport, skladovanie a neutralizácia toxických látok. Vyvíja sa najmä v tých bunkách, kde prebiehajú intenzívne metabolické procesy, napríklad v pečeňových bunkách - hepatocytoch - a vláknach kostrového svalstva. Látky syntetizované v ER sú transportované do Golgiho aparátu. Zostavenie bunkových membrán sa vyskytuje aj v ER, ale ich tvorba je dokončená v Golgiho aparáte.

Golgiho aparát, alebo Golgiho komplex- jednomembránová organela tvorená systémom plochých cisterien, od nich oddelených tubulov a vezikúl (obr. 2.35).

Štrukturálna jednotka Golgiho aparátu je diktyozóm- hromada nádrží, z ktorých na jeden pól prichádzajú látky z EPS az opačného pólu sa po určitých premenách balia do vezikúl a posielajú do iných častí bunky. Priemer nádrží je asi 2 mikróny a priemer malých bublín je asi 20 až 30 mikrónov. Hlavnými funkciami Golgiho komplexu sú syntéza určitých látok a modifikácia (zmena) bielkovín, lipidov a sacharidov pochádzajúcich z ER, konečná tvorba membrán, ako aj transport látok v bunke, obnova jej štruktúr. a tvorbu lyzozómov. Golgiho aparát dostal svoje meno na počesť talianskeho vedca Camilla Golgiho, ktorý prvýkrát objavil túto organelu (1898).

lyzozómy- malé jednomembránové organely s priemerom do 1 μm, ktoré obsahujú hydrolytické enzýmy podieľajúce sa na vnútrobunkovom trávení. Membrány lyzozómov sú pre tieto enzýmy slabo priepustné, takže lyzozómy plnia svoje funkcie veľmi presne a cielene. Aktívne sa teda zúčastňujú procesu fagocytózy, tvoria tráviace vakuoly a v prípade hladovania alebo poškodenia niektorých častí bunky ich trávia bez toho, aby ovplyvnili ostatné. Nedávno bola objavená úloha lyzozómov v procesoch bunkovej smrti.

Vákuola je dutina v cytoplazme rastlinných a živočíšnych buniek, ohraničená membránou a vyplnená kvapalinou. V bunkách prvokov sa nachádzajú tráviace a kontraktilné vakuoly. Prvé sa podieľajú na procese fagocytózy, pretože rozkladajú živiny. Tie zabezpečujú udržiavanie rovnováhy voda-soľ vďaka osmoregulácii. U mnohobunkových živočíchov sa nachádzajú najmä tráviace vakuoly.

V rastlinných bunkách sú vždy prítomné vakuoly, ktoré sú obklopené špeciálnou membránou a naplnené bunkovou šťavou. Membrána obklopujúca vakuolu je svojím chemickým zložením, štruktúrou a funkciami podobná plazmatickej membráne. Bunková šťava je vodný roztok rôznych anorganických a organických látok, vrátane minerálnych solí, organických kyselín, uhľohydrátov, bielkovín, glykozidov, alkaloidov atď. Vakuola môže zaberať až 90% objemu bunky a vytláčať jadro na perifériu. Táto časť bunky plní funkciu zásobnú, vylučovaciu, osmotickú, ochrannú, lyzozomálnu a iné, keďže akumuluje živiny a odpadové látky, zabezpečuje prísun vody a udržiava tvar a objem bunky, obsahuje aj enzýmy na rozklad veľa bunkových komponentov. Okrem toho, biologicky aktívne látky vakuol môžu zabrániť mnohým zvieratám jesť tieto rastliny. V mnohých rastlinách dochádza v dôsledku napučiavania vakuol k rastu buniek predlžovaním.

Vakuoly sú prítomné aj v bunkách niektorých húb a baktérií, u húb však plnia len funkciu osmoregulácie, kým u siníc udržujú vztlak a podieľajú sa na procese asimilácie dusíka zo vzduchu.

Ribozómy- malé nemembránové organely s priemerom 15-20 mikrónov, pozostávajúce z dvoch podjednotiek - veľkej a malej (obr. 2.36).

Eukaryotické ribozomálne podjednotky sú zostavené v jadierku a potom transportované do cytoplazmy. Ribozómy v prokaryotoch, mitochondriách a plastidoch sú menšie ako ribozómy v eukaryotoch. Ribozomálne podjednotky zahŕňajú rRNA a proteíny.

Počet ribozómov na bunku môže dosiahnuť niekoľko desiatok miliónov: v cytoplazme, mitochondriách a plastidoch sú vo voľnom stave a na hrubom ER sú viazané. Podieľajú sa na syntéze proteínov, najmä vykonávajú proces translácie - biosyntézu polypeptidového reťazca na molekule mRNA. Voľné ribozómy syntetizujú proteíny hyaloplazmy, mitochondrií, plastidov a svoje vlastné ribozomálne proteíny, zatiaľ čo ribozómy pripojené k hrubému ER vykonávajú transláciu proteínov na odstránenie z buniek, zostavenie membrán a tvorbu lyzozómov a vakuol.

Ribozómy sa môžu nachádzať jednotlivo v hyaloplazme alebo zostavené v skupinách počas simultánnej syntézy niekoľkých polypeptidových reťazcov na jednej mRNA. Takéto skupiny ribozómov sa nazývajú polyribozómy, alebo polyzómy(obr. 2.37).

Mikrotubuly- Sú to cylindrické duté nemembránové organely, ktoré prenikajú celou cytoplazmou bunky. Ich priemer je asi 25 nm, hrúbka steny je 6-8 nm. Sú tvorené mnohými proteínovými molekulami tubulín, ktoré najskôr vytvoria 13 nití pripomínajúcich guľôčky a potom sa zostavia do mikrotubulu. Mikrotubuly tvoria cytoplazmatické retikulum, ktoré dáva bunke tvar a objem, spája plazmatickú membránu s ostatnými časťami bunky, zabezpečuje transport látok v bunke, podieľa sa na pohybe bunky a vnútrobunkových zložiek, ako aj na delenie genetického materiálu. Sú súčasťou bunkového centra a pohybových organel – bičíkov a mihalníc.

mikrovlákna, alebo mikrovlákna, sú tiež nemembránové organely, majú však vláknitý tvar a sú tvorené nie tubulínom, ale aktín. Zúčastňujú sa procesov membránového transportu, medzibunkového rozpoznávania, delenia bunkovej cytoplazmy a jej pohybu. Vo svalových bunkách interakcia aktínových mikrofilamentov s myozínovými vláknami zabezpečuje kontrakciu.

Mikrotubuly a mikrofilamenty tvoria vnútornú kostru bunky - cytoskelet. Ide o zložitú sieť vlákien, ktoré poskytujú mechanickú oporu plazmatickej membráne, určujú tvar bunky, umiestnenie bunkových organel a ich pohyb pri delení bunky (obr. 2.38).

Bunkové centrum- nemembránová organela nachádzajúca sa v živočíšnych bunkách v blízkosti jadra; v rastlinných bunkách chýba (obr. 2.39). Jeho dĺžka je približne 0,2-0,3 mikrónu a jeho priemer je 0,1-0,15 mikrónu. Bunkový stred tvoria dva centrioles, ležiace vo vzájomne kolmých rovinách, a žiarivá guľa z mikrotubulov. Každý centriol je tvorený deviatimi skupinami mikrotubulov zhromaždených v skupinách po troch, t.j. tripletoch. Bunkové centrum sa zúčastňuje procesov zostavovania mikrotubulov, delenia bunkového dedičného materiálu, ako aj tvorby bičíkov a mihalníc.

Organely pohybu. Flagella A mihalnice Sú to bunkové výrastky pokryté plazmalemou. Základ týchto organel tvorí deväť párov mikrotubulov umiestnených pozdĺž periférie a dva voľné mikrotubuly v strede (obr. 2.40). Mikrotubuly sú vzájomne prepojené rôznymi proteínmi, zabezpečujúcimi ich koordinovanú odchýlku od osi - kmitanie. Oscilácie sú závislé od energie, to znamená, že na tento proces sa vynakladá energia vysokoenergetických väzieb ATP. Rozklad ATP je funkcia bazálne telá, alebo kinetozómy, bičíky a riasinky umiestnené na základni.

Dĺžka mihalníc je asi 10-15 nm a bičíkov - 20-50 µm. Vplyvom prísne riadených pohybov bičíkov a mihalníc dochádza nielen k pohybu jednobunkových živočíchov, spermií a pod., ale aj k čisteniu dýchacích ciest a pohybu vajíčka vajíčkovodom, keďže všetky tieto časti ľudského tela sú lemované riasinkovým epitelom.