Строение и функции комплекса гольджи таблица. Аппарат Гольджи: строение и функции органеллы

Строение

Комплекс Гольджи представляет собой стопку дискообразных мембранных мешочков (цистерн), несколько расширенных ближе к краям, и связанную с ними систему пузырьков Гольджи. В растительных клетках обнаруживается ряд отдельных стопок (диктиосомы), в животных клетках часто содержится одна большая или несколько соединённых трубками стопок.

В Комплексе Гольджи выделяют 3 отдела цистерн, окружённых мембранными пузырьками:

1. Цис-отдел (ближний к ядру);
2. Медиальный отдел;
3. Транс-отдел (самый отдалённый от ядра).

Эти отделы различаются между собой набором ферментов. В цис-отделе первую цистерну называют "цистерной спасения", так как с её помощью рецепторы, поступающие из промежуточной эндоплазматической сети, возвращаются обратно. Фермент цис-отдела: фосфогликозидаза (присоединяет фосфат к углеводу - манназе). В медиальном отделе находится 2 фермента: манназидаза (отщепляет манназу) и N-ацетилглюкозаминтрансфераза (присоединяет определенные углеводы - гликозамины). В транс-отделе ферменты: пептидаза (осуществляет протеолиз) и трансфераза (осуществляет переброс химических групп).

Функции

1. Сегрегация белков на 3 потока:
   • лизосомальный - гликозилированные белки (с маннозой) поступают в цис-отдел комплекса Гольджи, некоторые из них фосфорилируются, образуется маркёр лизосомальных ферментов - манноза-6-фосфат. В дальнейшем эти фосфорилированные белки не будут подвергаться модификации, а попадут в лизосомы.
   • конститутивный экзоцитоз (конститутивная секреция). В этот поток включаются белки и липиды, которые становятся компонентами поверхностного аппарата клетки, в том числе гликокаликса, или же они могут входить в состав внеклеточного матрикса.
   • Индуцируемая секреция - сюда попадают белки, которые функционируют за пределами клетки, поверхностного аппарата клетки, во внутренней среде организма. Характерен для секреторных клеток.
2. Формирование слизистых секретов - гликозамингликанов (мукополисахаридов)
3. Формирование углеводных компонентов гликокаликса - в основном, гликолипидов.
4. Сульфатирование углеводных и белковых компонентов гликопротеидов и гликолипидов
5. Частичный протеолиз белков - иногда за счет этого неактивный белок переходит в активный (проинсулин превращается в инсулин).

Транспорт веществ из эндоплазматической сети

Аппарат Гольджи асимметричен - цистерны, располагающиеся ближе к ядру клетки (цис -Гольджи) содержат наименее зрелые белки, к этим цистернам непрерывно присоединяются мембранные пузырьки - везикулы , отпочковывающиеся от гранулярного эндоплазматического ретикулума (ЭПР), на мембранах которого и происходит синтез белков рибосомами . Перемещение белков из эндоплазматической сети (ЭПС) в аппарат Гольджи происходит неизбирательно, однако не полностью или неправильно свернутые белки остаются при этом в ЭПС. Возвращение белков из аппарата Гольджи в ЭПС требует наличия специфической сигнальной последовательности (лизин -аспарагин -глутамин -лейцин) и происходит благодаря связыванию этих белков с мембранными рецепторами в цис-Гольджи.

Модификация белков в аппарате Гольджи

В цистернах аппарата Гольджи созревают белки предназначенные для секреции , трансмембранные белки плазматической мембраны , белки лизосом и т. д. Созревающие белки последовательно перемещаются по цистернам в органеллы, в которых происходят их модификации - гликозилирование и фосфорилирование . При О-гликозилировании к белкам присоединяются сложные сахара через атом кислорода . При фосфорилировании происходит присоединение к белкам остатка ортофосфорной кислоты.

Разные цистерны аппарата Гольджи содержат разные резидентные каталитические ферменты и, следовательно, с созревающими белками в них последовательно происходят разные процессы. Понятно, что такой ступенчатый процесс должен как-то контролироваться. Действительно, созревающие белки «маркируются» специальными полисахаридными остатками (преимущественно маннозными), по-видимому, играющими роль своеобразного «знака качества».

Не до конца понятно, каким образом созревающие белки перемещаются по цистернам аппарата Гольджи, в то время как резидентные белки остаются в большей или меньшей степени ассоциированы с одной цистерной. Существуют две взаимонеисключающие гипотезы, объясняющие этот механизм:

• согласно первой, транспорт белков осуществляется при помощи таких же механизмов везикулярного транспорта, как и путь транспорта из ЭПР, причём резидентные белки не включаются в отпочковывающуюся везикулу;
• согласно второй, происходит непрерывное передвижение (созревание) самих цистерн, их сборка из пузырьков с одного конца и разборка с другого конца органеллы, а резидентные белки перемещаются ретроградно (в обратном направлении) при помощи везикулярного транспорта.

Транспорт белков из аппарата Гольджи

В конце концов от транс -Гольджи отпочковываются пузырьки, содержащие полностью зрелые белки. Главная функция аппарата Гольджи - сортировка проходящих через него белков. В аппарате Гольджи происходит формирование «трехнаправленного белкового потока»:

• созревание и транспорт белков плазматической мембраны;
• созревание и транспорт секретов ;
• созревание и транспорт ферментов лизосом.

С помощью везикулярного транспорта прошедшие через аппарат Гольджи белки доставляются «по адресу» в зависимости от полученных ими в аппарате Гольджи «меток». Механизмы этого процесса также не до конца понятны. Известно, что транспорт белков из аппарата Гольджи требует участия специфических мембранных рецепторов, которые опознают «груз» и обеспечивают избирательную стыковку пузырька с той или иной органеллой.

Образование лизосом

Все гидролитические ферменты лизосом проходят через аппарат Гольджи, где они получают «метку» в виде специфического сахара - маннозо-6-фосфата (М6Ф)- в составе своего олигосахарида . Присоединение этой метки происходит при участии двух ферментов. Фермент N-ацетилглюкозаминфосфотрансфераза специфически опознает лизосомальные гидролазы по деталям их третичной структуры и присоединяет N-ацетилглюкозаминфосфат к шестому атому нескольких маннозных остатков олигосахарида гидролазы. Второй фермент - фосфогликозидаза - отщепляет N-ацетилглюкозамин, создавая М6Ф-метку. Затем эта метка опознается белком-рецептором М6Ф, с его помощью гидролазы упаковываются в везикулы и доставляются в лизосомы. Там, в кислой среде, фосфат отщепляется от зрелой гидролазы. При нарушении работы N-ацетилглюкозаминфосфотрансферазы из-за мутаций или при генетических дефектах рецептора М6Ф все ферменты лизосом «по умолчанию» доставляются к наружной мембране и секретируются во внеклеточную среду. Выяснилось, что в норме некоторое количество рецепторов М6Ф также попадают на наружную мембрану. Они возвращают случайно попавшие во внешнюю среду ферменты лизосом внутрь клетки в процессе эндоцитоза.

Транспорт белков на наружную мембрану

Как правило, ещё в ходе синтеза белки наружной мембраны встраиваются своими гидрофобными участками в мембрану эндоплазматической сети. Затем в составе мембраны везикул они доставляются в аппарат Гольджи, а оттуда - к поверхности клетки. При слиянии везикулы с плазмалеммой такие белки остаются в ее составе, а не выделяются во внешнюю среду, как те белки, что находились в полости везикулы.

Секреция

Практически все секретируемые клеткой вещества (как белковой, так и небелковой природы) проходят через аппарат Гольджи и там упаковываются в секреторные пузырьки. Так, у растений при участии диктиосом секретируется материал

А- Гранулярной цитоплазматической сети.

Б- Микропузырьков.

В- Микрофиламентов.

Г- Цистерн.

Д- Вакуолей.

Ответ: Б,Г,Д.

16. Указать, какие функции выполняет комплекс Гольджи:

А- Синтез белка.

Б- Образование комплексных химических соединений (гликопротеидов, липопротеидов).

В- Образование первичных лизосом.

Г- Участие в выведении из клетки секреторного продукта.

Д- Образование гиалоплазмы.

Ответ: Б,В,Г.

Какие структурные элементы клетки наиболее активно участвуют в экзоцитозе?

А- Цитолемма.

Б- Цитоскелет.

В- Митохондрии.

Г- Рибосомы.

Ответ: А,Б.

18 . Что определяет специфичность синтезируемого белка?

А- Информационная РНК.

Б- Рибосомная РНК.

Г- Мембраны цитоплазматической сети.

Ответ: А,В

19 . Какие структурные элементы активно участвуют в выполнении

Фагоцитарной функции?

А- Кариолемма.

Б- Эндоплазматическая сеть.

В- Цитолемма.

Г- Лизосомы.

Д- Микрофиламенты.

Ответ: В,Г,Д.

20 .Какие структурные компоненты клетки обусловливают базофилию цитоплазмы?

А- Рибосомы.

Б- Агранулярная эндоплазматическая сеть.

В- Лизосомы.

Г- Пероксисомы.

Д- Комплекс Гольджи.

Е- Гранулярная эндоплазматическая сеть.

Ответ: А,Е.

21 . Какие из перечисленных органелл имеют мембранное строение?

А- Клеточный центр.

Б- Митохондрии.

В- Комплекс Гольджи.

Г- Рибосомы.

Д- Цитоскелет.

Ответ: Б,В.

22 .Что общего между митохондриями и пероксисомами?

А- Относятся к органоидам мембранного строения.

Б- Имеют двойную мембрану.

Д- Это органеллы общего значения.

Ответ: А,В,Д.

Какие функции в клетке выполняют лизосомы?

А- Биосинтез белка

Б- Участие в фагоцитозе

В- Окислительное фосфорилирование

Г- Внутриклеточное пищеварение

Ответ: Б.Г.

Какова структурная организация лизосом?

А- Окружены мембраной.

В- Заполнены гидролитическими ферментами.

Г- Образуются в комплексе Гольджи.

Ответ: А,В,Г.

25. Гликокаликс:

А- Находится в гладкой эндоплазматической сети.

Б- Находится на наружной поверхности цитолеммы.

В- Образован углеводами.

Г- Участвует в клеточной адгезии и клеточном узнавании.

Д- Находится на внутренней поверхности цитолеммы.

Ответ: Б,В,Г.

26. Маркерные ферменты лизосом:

А- Кислая фосфатаза.

Б- АТФ-аза.

В- Гидролазы.

Г- Каталаза и оксидазы.

Ответ: А,В.

Каково значение ядра в жизнедеятельности клетки?

А- Хранение наследственной информации.

Б- Центр накопления энергии.

В- Центр управления внутриклеточным метаболизмом.

Г- Место образование лизосом.

Д- Воспроизведение и передача генетической информации дочерним клеткам.

Ответ: А,В,Д.

28. Что не относится к структурным компонентам ядра:

А- Кариолемма.

Б- Ядрышки.

В- Кариоплазма.

Г- Рибосомы.

Д- Хроматин, хромосомы.

Е- Пероксисомы.

Ответ: Г,Е.

Что транспортируется из ядра через ядерные поры в цитоплазму?

А- Фрагменты ДНК.

Б- Субъединицы рибосом.

В- Информационные РНК.

Г- Фрагменты эндоплазматической сети.

Ответ: Б,В.

Что такое ядерно-цитоплазматическое отношение и как оно меняется при повышении функциональной активности клетки?

А- Положение ядра в цитоплазме.

Б- Форма ядра.

В- Отношение размера ядра к размеру цитоплазмы.

Г- Снижено при повышенной функциональной активности клетки.

Ответ: В,Г.

Что верно для ядрышек?

А- Хорошо видны во время митоза.

Б- Состоят из гранулярного и фибриллярного компонентов.

В- Гранулы ядрышка - субъединицы рибосом.

Г- Нити ядрышка - рибонуклеопротеиды

Ответ: Б,В,Г.

Какие перечисленные признаки относятся к некрозу?

А- Это генетически запрограммированная гибель клетки

Б- В начале апоптоза синтез РНК и белка возрастает.

В- разрушаются мембраны

Г- ферменты лизосом выходят в цитоплазму

Д- Фрагментация цитоплазмы с образованием апоптических тел

Ответ: В,Г.

Верно все, кроме

1.Функция комплекса Гольджи (верно все, кроме):

А- сортировка белков по транспортным пузырькам

Б- гликозилирование белков

В- реутилизация мембран секреторных гранул после экзоцитоза

Г- упаковка секреторного продукта

Д- синтез стероидных гормонов

2. Микротрубочки обеспечивают (верно все, кроме):

А- организацию внутреннего пространства клетки

Б- поддержание формы клетки

В- поляризацию клетки при делении

Г- формируют сократительный аппарат

Д- организацию цитоскелета

Е- транспорт органелл

3. К специализированным структурам, построенным на основе цитоскелета, относятся (верно все, кроме):

А- реснички, жгутики

Б- базальная исчерченность

В- микроворсинки

4. Локализация ресничек (верно все, кроме):

А- эпителий слизистой оболочки воздухоносных путей

Б- эпителий проксимального отдела нефрона

В- эпителий слизистой репродуктивного тракта женщин

Г- эпителий слизистой семявыносящих путей

5. Локализация микроворсинок (верно все, кроме):

А- эпителий слизистой оболочки тонкой кишки

Б- эпителий слизистой оболочки трахеи

В- эпителий проксимального отдела нефрона

6. Базальная исчерченность (верно все, кроме):

А- обеспечивает транспорт веществ против градиента концентрации

Б- участок клетки, где идут высоко энергоемкие процессы

В- участок клетки, где происходит простая диффузия ионов

Г- где происходит реабсорбция элементов первичной мочи в проксимальном канальце нефрона

Д- участвует в концентрации слюнного секрета

7. Щеточная каемка (верно все, кроме):

А- располагается на апикальной поверхности клеток

Б- увеличивает площадь всасывательной поверхности

В- состоит из ресничек

Г- состоит из микроворсинок

Д- увеличивает транспортную поверхность в проксимальных канальцах нефрона

8. Органоиды общего назначения (верно все, кроме):

А- митохондрии

В- комплекс Гольджи

Г- реснички

Д- лизосомы

Е- пероксисомы

Ж- центриоли

З- элементы цитоскелета

9.Функция пероксисом (верно все, кроме):

А- окисление органического субстрата с образованием перекиси водорода

Б- синтез фермента – каталазы

В- утилизация перекиси водорода

10. Рибосомы (верно все, кроме):

А- при световой микроскопии об их наличии судят по выраженной базофилии цитоплазмы

Б- состоят из малой и большой субъединиц

В- образуются в гранулярной ЭПС

Г- состоят из рРНК и белков

Д- немембранного строения

11.Какие органоиды хорошо развиты в стероидпродуцирующих клетках (верно все, кроме):

А- гранулярная эндоплазматическая сеть

Б- агранулярная эндоплазматическая сеть

В- митохондрии с трубчатыми кристами

12.Трофические включения (верно все, кроме):

А- углеводные

Б- слизистые

В- белковые

Г- липидные

13.Ядерная оболочка (верно все, кроме):

А- состоит из одинарной мембраны

Б- состоит из двух мембран

В- снаружи на ней расположены рибосомы

Г- изнутри с ней связана ядерная пластинка

Д- пронизана порами

14. Структурные компоненты ядра (верно все, кроме):

А- нуклеоплазма

Б- нуклеолемма

В- микротрубочки

Г- хроматин

Д- ядрышки

15. Строение ядерной поры (верно все, кроме):

А- мембранный компонент

Б- хромосомный компонент

В- фибриллярный компонент

Г- гранулярный компонент

16. Ядрышко (верно все, кроме):

А- окружено мембраной

Б- не окружено мембраной

В- в его организации участвуют пять пар хромосом

Г- содержит гранулярный и фибриллярный компонент

17. Ядрышко (верно все, кроме):

А- количество зависит от метаболической активности клетки

Б- участвует в образовании субъединиц рибосом

В- в организации участвуют 13,14, 15, 21 и 22 хромосомы

Г- в организации участвуют 7, 8, 10, 11 и 23 хромосомы

Д- состоит из трех компонентов

18. Клеточный центр (верно все, кроме):

А- локализуется вблизи ядра

Б- является центром организации веретена деления

В- состоит из двух центриолей

Г- центриоли образованы 9 дуплетами микротрубочек

Д- центриоли дуплицируются в S периоде интерфазы

19. Митохондрии (верно все, кроме):

А- наличие крист

Б- способность делиться

20. Функции актиновых филаментов (верно все, кроме):

А- движение клетки

Б- изменение формы клетки

В- участие в экзо- и эндоцитозе

Г- обеспечивают движение ресничек

Д- входят в состав микроворсинок

21. Для ядрышка верно все, кроме:

А- Образуются в области ядрышковых организаторов (вторичных перетяжек хромосом)

Б- Гранулы ядрышек выходят в цитоплазму

В- Белки ядрышек синтезируются в цитоплазме

Г- Ядрышковая РНК образуется в цитоплазме

На соответствие

1. Сопоставьтепериоды интерфазы с процессами, происходящими в них:

1. Пресинтетический А- удвоение ДНК, увеличение синтеза РНК

2. Синтетический Б- синтез рРНК, иРНК, тубулинов

3. Постсинтетический В- рост клеток, подготовка их к синтезу ДНК

Ответ: 1-В; 2-А; 3-Б.

2 .Сопоставьтефазы митоза с процессами, происходящими в них:

1. Профаза А- образование экваториальной пластинки из хромосом

2. Метафаза Б- образование нуклеолеммы, деспирализация хромосом,

образование ядрышка, цитотомия

3. Анафаза В-спирализация хромосом, исчезновение ядрышка,

фрагментация нуклеолеммы

4. Телофаза Г- расхождение хроматид к противоположным полюсам

Ответ: 1-В; 2-А; 3-Г; 4-Б.

3. Изменение структуры ядра называется (сопоставьте):

1.кариолизис А- уменьшение размеров и уплотнение хроматина

2.кариорексис Б- фрагментация

3.кариопикноз В- растворение его компонентов

Ответ: 1-В, 2-Б, 3-А.

4. Характеристика компонентов препарата:

1.хромофобный А- окрашивается красителем суданом

2.хромофильный Б- не окрашивается красителем

3.суданофильный В- окрашивается красителем

Комплекс Гольджи представляет собой стопку мембранных мешочков (цистерн) и связанную с ней систему пузырьков.

На наружной, вогнутой стороне стопки из пузырьков, отпочковывающихся от глад. ЭПС, постоянно формируются новые цистерны, а на внутренней стороне цистерны превращаются обратно в пузырьки.

Основная функция комплекса Гольджи - транспорт веществ в цитоплазму и внеклеточную среду, а также синтез жиров и углеводов. Комплекс Гольджи участвует в росте и обновлении плазматической мембраны и в формировании лизосом.

Комплекс Гольджи был открыт в 1898 г. К. Гольджи. Располагая крайне примитивным оборудованием и ограниченным набором реактивов, он сделал открытие, благодаря которому совместно с Рамон-и-Кахалом получил Нобелевскую премию. Он обработал нервные клетки раствором бихромата, после чего добавил нитраты серебра и осмия. С помощью осаждения солей осмия или серебра с клеточными структурами Гольджи обнаружил в нейронах темноокрашенную сеть, которую назвал внутренним сетчатым аппаратом. При окраске общими методами пластинчатый комплекс не накапливает красителей, поэтому зона его концентрации видна как светлый участок. Например, вблизи ядра плазмоцита видна светлая зона, соответствующая области расположения органеллы.

Чаще всего комплекс Гольджи прилежит к ядру. При световой микроскопии он может распределяться в виде сложных сетей или отдельных диффузно расположенных участков (диктиосом). Форма и положение органеллы не имеют принципиального значения и могут изменяться в зависимости от функционального состояния клетки.

Комплекс Гольджи - это место конденсации и накопления продуктов секреции, вырабатываемых в других участках клетки, в основном в ЭПС. Во время синтеза белков меченные радиоизотопом аминокислоты накапливаются в гр. ЭПС, а затем их находят в комплексе Гольджи, секреторных включениях или лизосомах. Такое явление позволяет определить значение комплекса Гольджи в синтетических процессах в клетке.

При электронной микроскопии видно, что комплекс Гольджи состоит из скоплений плоских цистерн, которые называются диктиосомами. Цистерны плотно прилежат друг к другу на расстоянии 20…25 нм. Просвет цистерн в центральной части около 25 нм, а на периферии образуются расширения - ампулы, ширина которых непостоянна. В каждой стопке около 5…10 цистерн. Кроме плотно расположенных плоских цистерн в зоне комплекса Гольджи находится большое количество мелких пузырьков (везикул), особенно по краям органеллы. Иногда они отшнуровываются от ампул.

Со стороны, прилежащей к ЭПС и к ядру, в комплексе Гольджи имеется зона, содержащая значительное количество мелких пузырьков и небольших цистерн.

Комплекс Гольджи поляризован, то есть качественно неоднороден с разных сторон. Он имеет незрелую цис-поверхность, лежащую ближе к ядру, и зрелую - транс-поверхность, обращенную к поверхности клетки. Соответственно органелла состоит из нескольких взаимосвязанных компартментов, выполняющих специфические функции.

Цис-компартмент обычно обращен к клеточному центру. Его внешняя поверхность имеет выпуклую форму. С цистернами сливаются микровезикулы (транспортные пиноцитозные пузырьки), направляющиеся из ЭПС. Мембраны постоянно обновляются за счет пузырьков и, в свою очередь, восполняют содержимое мембранных образований других компартментов. В компартменте начинается посттрансляционная обработка белков, которая продолжается в следующих частях комплекса.

Промежуточный компаргмент осуществляет гликозилирование, фосфорилирование, карбоксилирование, сульфатирование биополимерных белковых комплексов. Происходит так называемая посттрансляционная модификация полипептидных цепочек. Идет синтез гликолипидов и липопротеидов. В промежуточном компартмснте, как и в цис-компартменте, формируются третичные и четвертичные белковые комплексы. Часть белков подвергается частичному протеолизу (разрушению), что сопровождается их трансформацией, необходимой для созревания. Таким образом, цис — и промежуточный компартменты необходимы для созревания белков и других сложных биополимерных соединений.

Транс-компартмент располагается ближе к периферии клетки. Внешняя поверхность его обычно вогнутая. Частично транс-компартмент переходит в транс-сеть - систему везикул, вакуолей и канальцев.

В клетках отдельные диктиосомы могут быть связаны друг с другом системой везикул и цистерн, примыкающих к дистальному концу скопления плоских мешков, так что образуется рыхлая трехмерная сеть - транс-сеть.

В структурах транс-компартмента и транс-сети происходят сортировка белков и других веществ, образование секреторных гранул, предшественников первичных лизосом и пузырьков спонтанной секреции. Секреторные пузырьки и прелизосомы окружают белки - клатрины.

Клатрины осаждаются на мембране формирующегося пузырька, постепенно отщепляя его от дистальной цистерны комплекса. Окаймленные пузырьки отходят от транс-сети, их перемещение гормонозависимое и контролируется функциональным состоянием клетки. Процесс транспортировки окаймленных пузырьков находится под влиянием микротрубочек. Белковые (клатриновые) комплексы вокруг пузырьков распадаются после отщепления пузырька от транс-сети и вновь формируются в момент секреции. В момент секреции белковые комплексы пузырьков взаимодействуют с белками микротрубочек, и пузырек транспортируется к наружной мембране. Пузырьки спонтанной секреции не окружены клатринами, их формирование происходит непрерывно и они, направляясь к клеточной мембране, сливаются с ней, обеспечивая восстановление цитолеммы.

В целом комплекс Гольджи участвует в сегрегации - это разделение, отделение определенных частей от основной массы, и накоплении продуктов, синтезированных в ЭПС, в их химических перестройках, созревании. В цистернах происходит синтез полисахаридов, их соединение с белками, что приводит к образованию сложных комплексов пептидогликанов (гликопротеинов). С помощью элементов комплекса Гольджи выводятся готовые секреты за пределы секреторной клетки.

Мелкие транспортные пузырьки отщепляются от гр. ЭПС в зонах, свободных от рибосом. Пузырьки восстанавливают мембраны комплекса Гольджи и доставляют в него полимерные комплексы, синтезируемые в ЭПС. Пузырьки транспортируются в цис-компартмент, где сливаются с его мембранами. Следовательно, в комплекс Гольджи поступают новые порции мембран и продуктов, синтезированных в гр. ЭПС.

В цистернах комплекса Гольджи происходят вторичные изменения в белках, синтезированных в гр. ЭПС. Эти изменения связаны с перестройкой олигосахаридных цепочек гликопротеинов. Внутри полостей комплекса Гольджи с помощью трансглюкозидаз модифицируются лизосомальные белки и белки секретов: происходит последовательная замена и наращивание олигосахаридных цепочек. Модифицирующиеся белки переходят от цистерны цис-компартмента в цистерны транс-компартмента за счет транспорта в пузырьках, содержащих белок.

В транс-компартменте белки сортируются: на внутренних поверхностях мембран цистерн располагаются белковые рецепторы, которые узнают секреторные белки, белки мембран и лизосом (гидролазы). В результате от дистальных транс-участков диктиосом отщепляются три типа мелких вакуолей: содержащие гидролазы - прелизосомы; с секреторными включениями, вакуоли, восполняющие клеточную мембрану.

Секреторная функция комплекса Гольджи заключается в том, что синтезированный на рибосомах экспортируемый белок, отделяющийся и накапливающийся внутри цистерн ЭПС, транспортируется в вакуоли пластинчатого аппарата. Затем накопленный белок может конденсироваться, образуя секреторные белковые гранулы (в поджелудочной, молочной и других железах), или оставаться в растворенном виде (иммуноглобулины в плазматических клетках). От ампулярных расширений цистерн комплекса Гольджи отщепляются пузырьки, содержащие эти белки. Такие пузырьки могут сливаться между собой, увеличиваться в размерах, образуя секреторные гранулы.

После этого секреторные гранулы начинают двигаться к поверхности клетки, соприкасаются с плазмолеммой, с которой сливаются их собственные мембраны, и содержимое гранул оказывается за пределами клетки. Морфологически этот процесс называется экструзией, или экскрецией (выбрасывание, экзоцитоз) и напоминает эндоцитоз, только с обратной последовательностью стадий.

Комплекс Гольджи может резко увеличиваться в размерах в клетках, активно осуществляющих секреторную функцию, что обычно сопровождается развитием ЭПС, а в случае синтеза белков - ядрышка.

Во время деления клетки комплекс Гольджи распадается до отдельных цистерн (диктиосом) и/или пузырьков, которые распределяются между двумя делящимися клетками и в конце телофазы восстанавливают структурную целостность органеллы. Вне деления происходит непрерывное обновление мембранного аппарата за счет пузырьков, мигрирующих из ЭПС и дистальных цистерн диктиосомы за счет проксимальных компартментов.

Строение комплекса Гольджи

Комплекс Гольджи (КГ), или внутренний сетчатый аппарат , - это особенная часть метаболической системы цитоплазмы, участвующая в процессе выделения и формирования мембранных структур клетки.

КГ видно в оптический микроскоп как сетку или изогнутые палочкообразные тельца, лежащие вокруг ядра.

Под электронным микроскопом выявлено, что эта органелла представлена тремя видами образований:

Все компоненты аппарата Гольджи образованы гладкими мембранами.

Замечание 1

Изредка АГ имеет зернисто – сетчатую структуру и расположен около ядра в виде колпачка.

АГ встречается во всех клетках растений и животных.

Замечание 2

Аппарат Гольджи значительно развит в секреторных клетках. Особенно хорошо он виден в нервных клетках.

Внутреннее межмембранное пространство заполнено матриксом, который содержит специфические ферменты.

Аппарат Гольджи имеет две зоны:

• зону формирования , куда с помощью везикул поступает материал, который синтезируется в эндоплазматической сети;
• зону созревания , где формируется секрет и секреторные мешочки. Этот секрет накопляется на терминальных участках АГ, откуда отпочковываются секреторные везикулы. Как правило, такие везикулы переносят секрет за пределы клетки.

• Локализация КГ

В аполярных клетках (например, в нервных) КГ расположен вокруг ядра, в секреторных он занимает место между ядром и апикальным полюсом.

Комплекс мешочков Гольджи имеет две поверхности:

формировательную (незрелую или регенераторную) цис-поверхность (от лат. Сis – с этой стороны); функциональную (зрелую) – транс-поверхность (от лат. Trans – через, за).

Столбик Гольджи своей выпуклой формировательной поверхностью обращён в сторону ядра, прилегает к гранулярной эндоплазматической сети и содержит мелкие круглые пузырьки, названные промежуточными . Зрелая вогнутая поверхность столбика мешочков обращена к вершине (апикальному полюсу) клетки и оканчивается большими пузырьками.

Образование комплекса Гольджи

Мембраны КГ синтезируются гранулярной эндоплазматической сетью, которая прилегает к комплексу. Соседние с ним участки ЭПС теряют рибосомы, от них отпочковываются мелкие, так называемые, транспортные, или промежуточные везикулы . Они перемещаются к формировательной поверхности столбика Гольджи и сливаются с первым её мешочком. На противоположной (зрелой) поверхности комплекса Гольджи находится мешочек неправильной формы. Его расширение – просекреторные гранулы (конденсирующие вакуоли) – непрерывно отпочковываюся и превращаются в пузырьки, заполненные секретом – секреторные гранулы. Таким образом, в меру использования мембран зрелой поверхности комплекса на секреторные везикулы, мешочки формировательной поверхности пополняются за счёт эндоплазматической сетки.

Функции комплекса Гольджи

Основная функция аппарата Гольджи – выведение синтезированных клеткой веществ. Эти вещества транспортируются по клетках эндоплазматической сети и накопляются в пузырьках сетчатого аппарата. Потом они или выводятся во внешнюю среду или же клетка использует их в процессе жизнедеятельности.

В комплексе так же концентрируются некоторые вещества (например, красители), которые поступают в клетку извне и должны быть выведены из неё.

В растительных клетках комплекс содержит ферменты синтеза полисахаридов и сам полисахаридный материал, который используется для построения целлюлозной оболочки клетки.

Кроме того, КГ синтезирует те химические вещества, которые образуют клеточную мембрану.

В общем, аппарат Гольджи выполняет такие функции:

1. накопление и модификация макромолекул, которые синтезировались в эндоплазматической сети;
2. образование сложных секретов и секреторных везикул путём конденсации секреторного продукта;
3. синтез и модификация углеводов и гликопротеидов (образование гликокаликса, слизи);
4. модификация белков – добавление к полипептиду различных химических образований (фосфатных – фосфориллирование, карбоксильных – карбоксилирование), формирование сложных белков (липопротеидов, гликопротеидов, мукопротеидов) и расщепление полипептидов;
5. имеет важное значение для формирования, обновления цитоплазматической мембраны и других мембранных образований благодаря образованию мембранных везикул, которые в дальнейшем сливаются с клеточной мембраной;
6. образование лизосом и специфической зернистости в лейкоцитах;
7. образование пероксисом.

Белковое и, частично, углеводное содержимое КГ поступает с гранулярной эндоплазматической сетки, где оно синтезируется. Основная часть углеводного компонента образуется в мешочках комплекса с участием ферментов гликозилтрансфераз, которые находятся в мембранах мешочков.

В комплексе Гольджи окончательно формируются клеточные секреты, содержащие гликопротеиды и гликозаминогликаны. В КГ созревают секреторные гранулы, которые переходят в пузырьки, и перемещение этих пузырьков в направлении плазмалеммы Окончательный этап секреции – это выталкивание сформированных (зрелых) везикул за пределы клетки. Выведение секреторных включений из клетки осуществляется путём вмонтирования мембран пузырька в плазмалемму и выделение секреторных продуктов за пределы клетки. В процессе перемещения секреторных пузырьков к апикальному полюсу клетки мембраны их утолщаются из начальных 5-7 нм, достигая толщины плазмалеммы 7-10 нм.

Замечание 4

Существует взаимозависимость между активностью клетки и размерами комплекса Гольджи – секреторные клетки имеют большие столбики КГ, тогда как несекреторные содержат небольшое количество мешочков комплекса.

Комплекс Гольджи представляет собой стопку дискообразных мембранных мешочков (цистерн), несколько расширенных ближе к краям, и связанную с ними систему пузырьков Гольджи. В растительных клетках обнаруживается ряд отдельных стопок (диктиосомы), в животных клетках часто содержится одна большая или несколько, соединённых трубками, стопок.

1. Накапливает и выводит органические вещества, синтезируемые в эндоплазматической сети

2. Образует лизосомы

3. Формирование углеводных компонентов гликокаликса - в основном, гликолипидов.

Лизосомы представляют собой неотъемлемую часть состава клетки. Они являются разновидностью везикул. Эти клеточные помощники, являясь частью вакуома, покрыты оболочкой из мембраны и наполнены гидролитическими ферментами. Важность существования лизосом внутри клетки обеспечена секреторной функцией, которая необходима в процессе фагоцитоза и аутофагоцитоза.

Выполняют пищеварительную функцию - переваривают пищевые частицы и удаляют отмершие органоиды.

Первичные лизосомы - это мелкие мембранные пузырьки, которые имеют деаметр около ста нм, заполненные гомогенным мелкодисперсным содержимым, являющим собой набор гидролитических ферментов. В лизосомах есть около сорока ферментов.

Вторичные лизосомы образуются при слиянии первичных лизосом с эндоцитозными либо с пиноцитозными вакуолями. Если сказать иначе, то вторичные лизосомы - это внутриклеточные пищеварительные вакуоли, ферменты которых поставляются первичными лизосомами, а материал для переваривания - эндоцитозной (пиноцитозной) вакуолью.

19. Эпс, ее разновидности, роль в процессах синтеза веществ.

Эндоплазматическая сеть в разных клетках может быть представлена в форме уплощенных цистерн, канальцев или отдельных везикул. Стенка этих образований состоит из билипидной мембраны и включенных в нее некоторых белков и отграничивает внутреннюю среду эндоплазматической сети от гиалоплазмы.

Различают две разновидности эндоплазматической сети:

зернистая (гранулярная или шероховатая);

незернистая или гладкая.

На наружной поверхности мембран зернистой эндоплазматической сети содержатся прикрепленные рибосомы. В цитоплазме могут быть обе разновидности эндоплазматической сети, но обычно преобладает одна форма, что и обуславливает функциональную специфичность клетки. Следует помнить, что названные две разновидности являются не самостоятельными формами эндоплазматической сети, так как можно проследить переход зернистой эндоплазматической сети в гладкую и наоборот.

Функции зернистой эндоплазматической сети:

синтез белков, предназначенных для выведения из клетки ("на экспорт");

отделение (сегрегация) синтезированного продукта от гиалоплазмы;

конденсация и модификация синтезированного белка;

транспорт синтезированных продуктов в цистерны пластинчатого комплекса или непосредственно из клетки;

синтез билипидных мембран.

Гладкая эндоплазматическая сеть представлена цистернами, более широкими каналами и отдельными везикулами, на внешней поверхности которых отсутствуют рибосомы.

Функции гладкой эндоплазматической сети:

участие в синтезе гликогена;

синтез липидов;

дезинтоксикационная функция - нейтрализация токсических веществ, посредством соединения их с другими веществами.

Пластинчатый комплекс Гольджи (сетчатый аппарат) представлен скоплением уплощенных цистерн и небольших везикул, ограниченных билипидной мембраной. Пластинчатый комплекс подразделяется на субъединицы - диктиосомы. Каждая диктиосома представляет собой стопку уплощенных цистерн, по периферии которых локализуются мелкие пузырьки. При этом, в каждой уплощенной цистерне периферическая часть несколько расширена, а центральная сужена.