Большинство органелл имеют мембранное строение, мембраны отсутствуют в структуре рибосом и центриолей. Строение центриолей: любая центриоль представляет собой полый цилиндр, стенка которого образована 9 триплетами микротрубочек – (9х3)+0. Смотрите видео онлайн «Биология в картинках: Строение и функции центриолей (Вып. 68)» на канале «Строительные Рецепты» в хорошем качестве и бесплатно. Перед делением клетка содержит две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу.
Что такое центриоли: характеристика, структура, функции
Распределение микротрубочек в клетке. Микротрубочки расходятся от центра организации микротрубочек ЦОМ , находящегося рядом с ядром. В ЦОМ содержится центриоль. Микротрубочки видны на этой микрофотографии благодаря использованию флуоресцирующих антител, способных специфически соединяться с их белком. Представленная здесь клетка — фибробласт; фибробласты обычно содержатся в соединительной ткани; в них синтезируется коллаген. Центриоли и деление ядра Центриоли это мелкие полые цилиндры длиной 0,3-0,5 мкм и около 0,2 мкм в диаметре , встречающиеся в виде парных структур почти во всех животных клетках. Каждая центриоль построена из девяти триплетов микротрубочек. В начале деления ядра центриоли удваиваются и две новые пары центриолей расходятся к полюсам веретена — структуры, по экватору которой выстраиваются перед своим расхождением хромосомы. Само веретено состоит из микротрубочек «нитей веретена» , при сборке которых центриоли играют роль центров организации. Микротрубочки регулируют расхождение хроматид или хромосом. Осуществляется это за счет скольжения микротрубочек.
В клетках высших растений центриоли отсутствуют, хотя веретено в них при делении ядра образуется.
Важно отметить, что в это время на материнских центриолях как и на дочерних нет сателлитов, и в это же время цитоплазма теряет микротрубочки: микротрубочки цитоплазмы разбираются, а пул освободившихся тубулиновых мономеров идет на образование микротрубочек веретена и центросферы, которые образуются на фибриллярном гало, как на ЦОМТ. Этот процесс полимеризации митотических микротрубочек отражает первую форму активности центриолярного аппарата см. Если в профазе облучить центриоль лазерным микролучом, то образование веретена останавливается. Примерно сходное строение имеют клеточные центры на всех стадиях митоза, но к телофазе толщина фибриллярного гало уменьшается. К концу телофазы, когда произошло разделение клетки надвое, а хромосомы начали деконденсироваться и образовывать новые интерфазные ядра, идет разрушение веретена деления, его микротрубочки деполимеризуются. Клеточные центры при этом меняют свою структуру. Материнская и дочерняя центриоли теряют взаимно перпендикулярное расположение и отходят друг от друга на небольшие 0,5—2 мкм расстояния, но все же держатся в одном месте. Вокруг материнской центриоли гало и микротрубочки не выявляются.
В это время микротрубочек в цитоплазме также практически нет. В начале G1-периода на поверхности материнской центриоли возникают сателлиты, имеющие ножку и головку, от которой радиально отходят микротрубочки, которые начинают расти в длину и заполнять собой цитоплазму см. Следовательно, вторая форма активности клеточного центра — образование цитоплазматических микротрубочек в интерфазных клетках. Надо подчеркнуть, что активной здесь является только материнская центриоль, которую легко узнать по придаткам в ее дистальной части. Если считать клеточные центры основными если не единственными местами образования цитоплазматических микротрубочек, то общее количество последних должно быть равно числу микротрубочек, отходящих от центриолей. При исследовании в электронном микроскопе оказалось, что от клеточных центров в интерфазе отходит всего лишь несколько десятков микротрубочек, а в цитоплазме их так много, что с помощью иммунофлуоресцентного метода их трудно подсчитать. Это дает основание предполагать, что по мере роста микротрубочек часть из них теряет связь с областью центриолей и может находиться в цитоплазме долгое время. Центросомы же индуцируют полимеризацию новых микротрубочек, которые приходят на смену постепенно деполимеризующимся старым. Вероятно, в цитоплазме есть несколько генераций микротрубочек: «старые», не связанные с клеточным центром, и новые, растущие от центросом.
Таким образом, в клетке происходят как бы конвейерная смена и репродукция цитоплазматических микротрубочек. Если клеткам запретить переходить в S-период, они могут существовать в фазе клеточного покоя G0-период рис. В это время материнская центриоль продолжает функционировать как центр образования микротрубочек цитоскелета. Но одновременно она может проявить еще одну форму активности — образовать ресничку, вырост плазматической мембраны, заполненный аксонемой осевой нитью , состоящей из девяти дублетов микротрубочек. Эти микротрубочки отрастают, как от затравок, от А- и В-микротрубочек триплетов материнской центриоли в дистальной ее части. Это — третья форма активности центриолей как центров организации микротрубочек. Сеть микротрубочек, окрашенная мечеными антителами к тубулину в клетке культуры ткани в G1-периоде фото А. Я — ядро При наступлении S-периода или в середине его клеточный центр приступает к четвертой форме своей активности: происходит удвоение числа центриолей. В это время около каждой из разошедшихся еще в конце телофазы центриолей, материнской и дочерней, идет закладка новых центриолярных цилиндров — процентриолей рис.
В районе проксимальных концов каждой центриоли перпендикулярно длинной оси закладываются сначала девять синглетов одиночных микротрубочек, затем они преобразуются в девять дуплетов, а потом — в девять триплетов растущих микротрубочек новых центриолярных цилиндров. Закладка процентриолей происходит на проксимальных концах центриолей; в этом месте растут новые поколения центриолей, тоже с проксимального конца. Во время роста процентриолей здесь можно видеть центральную «втулку» со спицами. Благодаря такому росту структур образуется сначала короткая дочерняя центриоль, то есть процентриоль, которая затем дорастает до размера материнской. Этот способ увеличения числа центриолей был назван дупликацией. Важно отметить, что размножение центриолей не связано с их делением, почкованием или фрагментацией, а происходит путем образования зачатка процентриоли вблизи и перпендикулярно к исходной центриоли. Правда, последнее условие соблюдается не во всех объектах, у некоторых оомицетов при дупликации центриоли осуществляются сначала расхождение центриолей, рост втулки, затем рост микротрубочек вдоль продолжения оси исходной центриоли, и центриоли располагаются конец в конец. Интересно, что триплеты в таких новых центриолях имеют угол наклона, противоположный таковому в материнской центриоли. Факт удвоения центриолей привел некоторых исследователей к предположению, что центриоли, так же как митохондрии и пластиды, принадлежат к саморедуплицирующимся компонентам цитоплазмы, хотя прямых данных о наличии ДНК в составе центриолей нет.
В S-периоде во время удвоения дупликации центриолей материнская проявляет вторую форму активности: она продолжает быть центром образования цитоплазматических микротрубочек. В результате процесса дупликации около каждой центриоли вырастает новая дочерняя центриоль первая материнская центриоль и дочерняя на бывшей дочерней центриоли могут считаться как бы бабушкой и внучкой. Поэтому в клетке после завершения S-периода находятся уже две диплосомы а всего четыре центриолярных цилиндра рис. Клетка культуры ткани в S—G2-периоде фото А. Буракова Окраска та же, что на рис. Видны две реплицированные центриоли После этого наступает следующий период клеточного цикла — постсинтетический G2-период , когда в клетке начинается подготовка к очередному делению. В это время исчезают сателлиты на материнской диплосоме так можно назвать старую материнскую центриоль с новой дочерней , а обе материнские центриоли в обеих диплосомах покрываются фибриллярным гало, от которого в профазе начинают отрастать митотические микротрубочки. Параллельно этому в цитоплазме происходит исчезновение микротрубочек, и клетка стремится приобрести шаровидную форму. Вся такая последовательность событий повторяется от цикла к циклу у клеток, способных к длительному размножению.
В большинстве случаев клетки организма находятся в G0-периоде, поэтому у них центриоль участвует в полимеризации цитоплазматических микротрубочек и в образовании реснички или множества ресничек. В последнем случае она входит в состав так называемого базального тельца. Обычно в клетку после деления попадают два центриолярных цилиндра в составе диплосомы. В различных экспериментальных условиях можно прекратить разделение клетки надвое и получить клетки с удвоенным числом хромосом полиплоидные клетки. Совершенно очевидно, что в таких клетках будет и удвоенное число центриолей. Клетки могут снова вступать в клеточный цикл, при этом будет удваиваться как количество ДНК, так и число центриолей. У тетраплоидных с четырехкратным набором хромосом клеток печени в G0-периоде в цитоплазме видны не два, а четыре центриолярных цилиндра, а в полюсах при делении таких клеток было обнаружено по две диплосомы в каждом. Аналогичная ситуация замечена и у других полиплоидных клеток мегакариоциты костного мозга, полиплоидные гибридные клетки и др. В связи с этим предположили, что между числом плоидности клетки числом хромосомных наборов и числом центриолей существует прямая связь.
Нарушения центриолярного цикла могут вызвать ряд патологических изменений клеток, в первую очередь появление многополюсных митозов. При отмывании от этого вещества клетка снова приступает к делению, но в этом случае каждая центриоль активируется и образует полюс веретена. Таким образом, возникают трех- или четырехполюсные митозы, обусловливающие неравномерное распределение хромосом между дочерними клетками. Это в свою очередь приводит к изменению числа хромосом анэуплоидия , которое часто вызывает гибель клетки. Иногда при образовании многополюсных митозов в некоторых полюсах отсутствуют центриоли: в полюсе располагается только фибриллярный материал центросомы бесцентриолярные полюса. Итак, в подавляющем большинстве клеток млекопитающих центросомы участвуют в полимеризации тубулинов и являются структурами, играющими роль центров организации микротрубочек. Микротрубочки самих центриолей служат затравками для полимеризации тубулинов только в одном случае — при росте аксонемы реснички, когда центриоль становится базальным тельцем.
Уитли, центральной загадкой клеточной биологии [ 5 ]. Каким же образом эта едва различимая занимающая не более 0. Биологи начала ХХ в. Действительность, как это часто случается, превзошла все, даже самые смелые, предположения первооткрывателей. Самая обаятельная и привлекательная Прорыв в исследовании строения центросомы произошел после появления в середине XX в. Использование электронного пучка вместо светового луча традиционного микроскопа невероятно расширило возможности морфологического анализа чрезвычайно мелких по величине объектов. Примечательно, что первое такое исследование центриолей, выполненное С. Селби, оказалось неудачным [ 6 ]. Хотя на отдельных микрофотографиях митотических клеток видны косые срезы центриолей, автор не смогла их идентифицировать, а за центриоли приняла осмиофильные гранулы вблизи митотических полюсов. И вот тут весьма кстати оказалась уже упомянутая гомология центриолей и базальных телец, поскольку первые описания ультраструктуры центриолярных цилиндров были сделаны именно на объектах, имеющих жгутики и реснички — на клетках ресничного эпителия и на сперматозоидах [ 7 , 8 ]. Сразу после этого была описана и ультраструктура митотических и интерфазных центриолей [ 9 , 10 ]. Ультраструктура центросомы в интерфазной клетке млекопитающих на последовательных серийных срезах [ 19 ]. Масштабный отрезок 0,1 мкм Здесь и далее микрофотографии авторов К настоящему времени ультраструктура центриолей и ассоциированных с ними структур детально исследована. Выяснилось, что в состав центросомы входит пара центриолей, окруженных перицентриолярным материалом рис. Центриоли в паре не одинаковы, одна них зрелая, или материнская , в отличие от второй незрелой, или дочерней , несет на себе дополнительные структуры рис. Оказалось, что созревание центриоли занимает более одного клеточного цикла; в течение первого цикла формирующийся цилиндр, называемый в это время процентриолью, дорастает до нормального размера см. Упрощенная схема строения центросомы в интерфазных клетках млекопитающих в середине S-фазы клеточного цикла [ 19 ] Длина центриолярных цилиндров составляет 0. Центриолярный цилиндр — полярная структура. Поскольку в базальном тельце конец цилиндра, от которого растет ресничка, обращен к внешней поверхности клетки, он был назван дистальным, а противоположный конец, обращенный внутрь клетки, — проксимальным. В центриолях придатки и перицентриолярные сателлиты располагаются ближе к дистальному концу, и от него же может расти первичная ресничка рис. В то же время как процентриоль вновь формирующаяся центриоль всегда образуется ближе к проксимальному концу см. Именно здесь, на проксимальном конце, располагается структура, характерная только для молодых незрелых центриолей, — так называемая «ось со спицами», или «тележное колесо» см. Ультраструктура первичной реснички исчерченных корешков в интерфазной клетке млекопитающих [ 20 ]. Масштабный отрезок 0,2 мкм Триплеты микротрубочек лежат под углом к радиусу центриолярного цилиндра, причем закручены они в центриолях всех исследованных объектов одинаково — против часовой стрелки, если смотреть на центриоль с проксимального конца. Микротрубочки также полярные биополимеры в составе центриолярных триплетов всегда ориентированы одинаково — их минус конец находится на проксимальном конце центриолярного цилиндра, а плюс конец — на дистальном. С поверхностью материнской центриоли связаны структуры двух типов. Во-первых, это перицентриолярные сателлиты образования, напоминающие по форме фишку детской игры , состоящие из конической ножки длиной около 0. Число их варьирует в норме от одной до четырех на центриоль, но может достигать девяти и более, либо они вовсе отсутствуют в клетках некоторых типов. С головками перицентриолярных сателлитов часто связаны отходящие от центросомы микротрубочки, причем от сателлитов их может отходить значительно больше, чем от стенки центриоли. Перицентриолярные сателлиты — структуры, характерные исключительно для интерфазной центросомы. За несколько часов до митоза они исчезают, и их материал включается в состав так называемого митотического гало — аморфной тонкофибриллярной структуры диаметром около 1 мкм, окружающей центросому в митозе. Второй тип выростов на поверхности центриолярных цилиндров — придатки, они расположены на дистальном конце каждого триплета, а потому их количество всегда равно девяти см. В отличие от перицентриолярных сателлитов, придатки не исчезают при переходе клетки из интерфазы в митоз, и по их наличию всегда можно определить более зрелую материнскую центриоль. У материнской центриоли есть еще одна особенность: она способна формировать рудиментарную первичную ресничку — структуру, которая выступает над поверхностью клетки подобно реснице над глазом см. Первичные реснички появляются в клетках вскоре после завершения деления и исчезают перед митозом или в самом его начале. С центриолями, формирующими первичную ресничку, часто ассоциированы исчерченные корешки см. Назвали их по предполагаемой функции — первоначально считалось, что они заякоривают ресничку, подобно корням дерева. Однако исчерченные корешки могут наблюдаться и в отсутствии реснички [ 12 ]. Строение интерфазной центросомы постепенно меняется в зависимости от стадии клеточного цикла. В конце интерфазы или в профазе митоза две пары центриолей начинают расходиться и формируют два равнозначных центра полимеризации микротрубочек — профазные звезды, при этом интерфазные микротрубочки полностью разрушаются. Каждый полюс веретена в митозе содержит две взаимно перпендикулярных центриоли — диплосому рис. Материнскую центриоль легко отличить от дочерней, поскольку она имеет два свободных конца и окружена митотическим гало. Ультраструктура центросомы в митотической клетке млекопитающих. Верхнее фото: общий вид митотического веретена; нижнее фото: увеличенное изображение диплосомы нижнего левого полюса веретена. Масштабный отрезок 0,2 мкм Во всех ты, душечка, нарядах хороша! По биохимическому составу центросома оказалась мультибелковым комплексом. Отсутствие любого из них в большей или меньшей степени приводит к нарушению структуры и функций центросомы. К настоящему времени охарактеризовано уже более сотни ассоциированных с центросомой белков. Поскольку трудно дать единую универсальную классификацию всех этих белков, существует несколько вариантов их систематизации в зависимости от выбранного параметра. По локализации в центросоме различают белки, непосредственно входящие в состав центриолей как уже упомянутые тубулины , и белки ассоциированных структур и перицентриолярного материала например, перицентрин. По продолжительности нахождения в центросоме белки разделяют на постоянно присутствующие и появляющиеся в ней только в специфические моменты клеточного цикла. По функциям выделяют несколько групп центросомальных белков: структурные, белки-моторы, регуляторы в первую очередь киназы и фосфатазы , а также белки, связанные с нуклеацией микротрубочек образованием затравки, с которой начинается их рост и удержанием микротрубочек на центросоме. Центросома, окруженная комплексом Гольджи. На ультратонком срезе располагается одна центриоль из пары.
Такое движение получило название положительного хемотаксиса он наблюдается у многих простейших, плывущих в сторону еды. Благодаря им сперматозоиды определяют направление движения, ведь им нужно быстро добраться до цели, так как продолжительность их жизни невелика. Акросома Акросома — уплощенный пузырек, содержащий множество ферментов, способствующих проникновению сперматозоида в яйцеклетку. Ферменты акросомы разрушают вещества, склеивающие вторичную оболочку яйцеклетки. Центриоли сперматозоида Ближайшая к головке часть называется шейкой.
Строение эукариотической клетки
Рядом с каждой половинкой «материнской» центриоли достраивается «дочерний» цилиндрик; происходит это, как правило, в течение G2-периода интерфазы. В профазе митоза две центриоли расходятся к полюсам клетки и формируют две центросомы. Центросомы в свою очередь служат ЦОМТами центрами организации микротрубочек веретена деления. Однако от этой общей схемы существует масса отклонений. Во многих клетках центриоли многократно удваиваются за один клеточный цикл. При созревании яйцеклеток у подавляющего большинства животных центриоли разрушаются при этом многие белки, входящие в состав центросом, по-прежнему присутствуют в клетке. При образовании сперматозоидов, напротив, деградирует центросома; одна из центриолей превращается в базальное тельце жгутика, а вторая сохраняется интактной. Однако у мыши и других грызунов в отличие от остальных изученных млекопитающих , а также у улиток деградируют и обе центриоли сперматозоидов.
После оплодотворения новые центриоли возникают в зиготе либо за счет удвоения центриоли, внесенной сперматозоидом, либо за счет образования заново.
Центросомы также отсутствуют в клетках растений и дрожжей, где митотическое веретено он образован при отсутствии центриолей. Формирование ресничек или цилиогенез В ресничкиявляются Подвижные или неподвижные отростки поверхности плазматической мембраны некоторых эукариотических клеток. Они выполняют важные функции там, где находятся, например, защита от микроорганизмов и движения слизи на респираторных поверхностях - смещение ооцита, образованного маточными трубами или сенсорными функциями слухового аппарата и других органов чувств. Его образование происходит из базальных тел путем удлинения, которое происходит при полимеризации микротрубочек A и B каждого из триплетов. Когда клетка завершает свое клеточное деление, старая центриоль мигрирует к плазматической мембране и становится образующим реснички базальным телом. Есть клетки, на свободной поверхности которых расположены тысячи ресничек, например, клетки трахеи, эпендимы или яйцеводов.
Для образования независимых ресничек в этих клетках базальные тельца должны мигрировать на поверхность клетки и другие элементы цитоскелета, такие как актиновые микрофиламенты и микротрубочки. Поскольку наличие ресничек несовместимо с делением клетки, они должны быть разобраны, когда клетка собирается делиться, и снова собраны после завершения этого процесса. Считается, что эта разборка происходит так, что базальные тельца не мешают центриолям во время формирования митотического веретена. Асимметрия клеток В асимметричных делениях существует неравное распределение между дочерними клетками и центриолями, необходимыми для этого типа деления, поскольку они будут способствовать правильной ориентации митотического веретена. Другой способ создания асимметрии зависит от того, какая дочерняя клетка принимает самую старую центриоль. Кажется, что самая старая центриоль окружает себя молекулами, немного отличными от тех, что окружают самую молодую, и служат стволовым клеткам для распределения между ними. Одна из наблюдавшихся гипотез заключается в том, что клетка, которой удается захватить центросому, имеющую самую старую центриоль, в конечном итоге первой развивает реснички, которые Они служат для более раннего реагирования на различные сигналы в окружающей среде, то есть такое неравномерное распределение может вызывать различное поведение между двумя ячейками.
Каждая центриоль построена из 27 цилиндрических элементов тубулиновых микротрубочек , сгруппированных в 9 триплетов. Эти триплеты расположены по окружности, образуя полый цилиндр. Его длина — 0,3—0,5 мкм равна длине каждого триплета , а диаметр — около 0,15 мкм. В каждом триплете первая микротрубочка А-микротрубочка имеет диаметр около 25 нм, толщину стенки 5 нм и состоит из 13 протофиламентов.
Вторая и третья микротрубочки B и C отличаются от A-микротрубочки тем, что они являются неполными, содержат 11 протофиламентов и вплотную примыкают к своим соседям. Функции[ править править код ] Центриоли всегда бывают расположены в материале, не имеющем чётко выраженной структуры, который инициирует развитие микротрубочек. Эту область клетки называют центросомой. Именно она образует веретено деления, а не центриоли.
Это позволяет объяснить тот факт, почему растения и грибы, не имеющие центриолей, способны образовывать веретено.
Микротрубочки в составе этих органоидов выполняют опорную функцию. Возможно, по аналогии с белковыми структурами, формирующими цитоскелет клетки, микротрубочки также служат для транспортировки определенных веществ.
В непосредственной близости от материнских центриолей находятся фокусы схождения микротрубочек в виде плотных мелких телец. С их помощью осуществляется «сборка» микротрубочек, служащих основой клеточного каркаса. Развитие Чаще всего за весь жизненный цикл клетки от ее образования из материнской и до момента следующего деления или гибели центриоли удваиваются только один раз.
Сначала образуются по две половинки материнской и дочерней центриоли, а затем они перемещаются к полюсам, образуя центросомы. Однако из этого правила существует множество исключений: У некоторых видов клеток такое деление происходит неоднократно. В созревших яйцеклетках многих животных центриоли разрушаются.
При образовании сперматозоидов центриоли распадаются. Одна из них трансформируется в кинетосому жгутика, а вторая остается неповрежденной. У улиток и некоторых видов грызунов распадаются обе центриоли сперматозоида.
Биохимия Биохимия данных клеточных структур в современной цитологии изучена плохо, так как трудно выделить чистую фракцию для того, чтобы узнать, что такое центриоли. Также очень мал их объем — порядка 0,03 мкм3. В отличие от митохондрий, которых в клетке насчитывается около тысячи штук, и рибосом а их порядка одного миллиона , центриоли — это одиночные клеточные структуры.
СТРОЕНИЕ ЯДРА, РИБОСОМ, ЦЕНТРИОЛЕЙ (ЕГЭ И ОГЭ ПО БИОЛОГИИ)
Во время деления клетки центриоли расходятся к полюсам и участвуют в организации веретена деления. Центриоли имеют простую структуру цилиндрической формы, не покрытую мембраной. У животных и многих грибных клеток в процессе клеточного деления центриоли центросомы расходятся к различным полюсам клетки. Центриоли представляют собой полые цилиндры, расположенные перпендикулярно друг другу.
Ядро в клетках грибов и особенности их строения
Для примера, митохондрий несколько тысяч, поэтому процесс их изучения гораздо упрощён. Данные о химическом составе получены благодаря иммунохимическим тестам. Существующие дополнительные образования в виде жгутиков и ресничк необходимы для функции передвижения. Они имеют базальные тельца, основа которых схожа с центриолями. В ходе исследований учёные выявили, что их состав не обходится без белка табулина, свойственный так же цитоплазме. Он обеспечивает рост трубочек, участвует в формировании веретена деления, влияющим на деление хромосом. Существует теория, что состав так же богат нуклеиновыми кислотами. Именно нуклеиновая кислота обеспечивает генетическую передачу данных. Однако, полноценно этот момент биохимии ещё не изучен. Материнская и дочерняя центриоль клеточного центра Во время жизненного периода клетки в ее центре всегда существуют только две центриоли.
Они существуют рядом и формируют в едином комплексе дуплет центриолей. В данном дуплете они находятся под углом 90 градусов относительно нахождения друг к другу. В научном мире их подразделяют на дочернюю центриоль и материнскую. Ось продольного расположения дочерней центриоли находится строго перпендикулярно оси материнской. Обе эти центриоли приближены концами так, что конец первой смотрит на поверхность второй. Участок материнской, наиболее отдаленный от центральной части, несет в себе придатки в виде наростов, состоящих из аморфного материала. На дочерней разновидности они отсутствуют. Дочерняя разновидность центриоли имеет значительные отличия от материнской. Ее цилиндрическая центральная часть заполнена структурой, внешне напоминающей колесо телеги.
Такое сравнение так же допустимо из-за участка в виде центральной втулки, имеющей диаметр кто больше 20 мкм и 9 спиц в своем составе. Спицы направленны в одну сторону к трубочке к каждому триплету. Внутриструктурные центриоли позволяют цилиндру быть полярным. Примечательно то, что на конце внутри каждой центриоли нет таких характерных структур. Вся занимаемая внутренняя площадь под так называемой втулкой и присутствующими образованиями в виде спицами может составлять разный объём в зависимости от классификации клеток. Изучая классификацию клеток можно отметить, что втулка иногда не сформирована или заменена на структурно образованный аморфный материал.
Функция хлоропластов: фотосинтез. Полагают, что хлоропласты произошли от древних эндосимбиотических цианобактерий теория симбиогенеза. Основанием для такого предположения является сходство хлоропластов и современных бактерий по ряду признаков кольцевая, «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, способ размножения. Форма варьирует шаровидные, округлые, чашевидные и др. Лейкопласты ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует малочисленные тилакоиды. В строме имеются кольцевая «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, ферменты синтеза и гидролиза запасных питательных веществ. Пигменты отсутствуют. Особенно много лейкопластов имеют клетки подземных органов растения корни, клубни, корневища и др. Функция лейкопластов: синтез, накопление и хранение запасных питательных веществ. Амилопласты — лейкопласты, которые синтезируют и накапливают крахмал, элайопласты — масла, протеинопласты — белки. В одном и том же лейкопласте могут накапливаться разные вещества. Ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя или также гладкая, или образует единичные тилакоиды. В строме имеются кольцевая ДНК и пигменты — каротиноиды, придающие хромопластам желтую, красную или оранжевую окраску. Форма накопления пигментов различная: в виде кристаллов, растворены в липидных каплях 8 и др. Содержатся в клетках зрелых плодов, лепестков, осенних листьев, редко — корнеплодов. Хромопласты считаются конечной стадией развития пластид. Функция хромопластов: окрашивание цветов и плодов и тем самым привлечение опылителей и распространителей семян. Все виды пластид могут образовываться из пропластид. Пропластиды — мелкие органоиды, содержащиеся в меристематических тканях. Поскольку пластиды имеют общее происхождение, между ними возможны взаимопревращения. Лейкопласты могут превращаться в хлоропласты позеленение клубней картофеля на свету , хлоропласты — в хромопласты пожелтение листьев и покраснение плодов. Превращение хромопластов в лейкопласты или хлоропласты считается невозможным. Рибосомы Строение рибосомы: 1 — большая субъединица; 2 — малая субъединица. Рибосомы — немембранные органоиды, диаметр примерно 20 нм. Рибосомы состоят из двух субъединиц — большой и малой, на которые могут диссоциировать. Химический состав рибосом — белки и рРНК. Различают два типа рибосом: 1 эукариотические с константами седиментации целой рибосомы — 80S, малой субъединицы — 40S, большой — 60S и 2 прокариотические соответственно 70S, 30S, 50S. В составе рибосом эукариотического типа 4 молекулы рРНК и около 100 молекул белка, прокариотического типа — 3 молекулы рРНК и около 55 молекул белка. Во время биосинтеза белка рибосомы могут «работать» поодиночке или объединяться в комплексы — полирибосомы полисомы. В таких комплексах они связаны друг с другом одной молекулой иРНК. Прокариотические клетки имеют рибосомы только 70S-типа. Эукариотические клетки имеют рибосомы как 80S-типа шероховатые мембраны ЭПС, цитоплазма , так и 70S-типа митохондрии, хлоропласты. Субъединицы рибосомы эукариот образуются в ядрышке. Объединение субъединиц в целую рибосому происходит в цитоплазме, как правило, во время биосинтеза белка.
Его образование происходит из базальных тел путем удлинения, которое происходит при полимеризации микротрубочек A и B каждого из триплетов. Когда клетка завершает свое клеточное деление, старая центриоль мигрирует к плазматической мембране и становится образующим реснички базальным телом. Есть клетки, на свободной поверхности которых расположены тысячи ресничек, например, клетки трахеи, эпендимы или яйцеводов. Для образования независимых ресничек в этих клетках базальные тельца должны мигрировать на поверхность клетки и другие элементы цитоскелета, такие как актиновые микрофиламенты и микротрубочки. Поскольку наличие ресничек несовместимо с делением клетки, они должны быть разобраны, когда клетка собирается делиться, и снова собраны после завершения этого процесса. Считается, что эта разборка происходит так, что базальные тельца не мешают центриолям во время формирования митотического веретена. Асимметрия клеток В асимметричных делениях существует неравное распределение между дочерними клетками и центриолями, необходимыми для этого типа деления, поскольку они будут способствовать правильной ориентации митотического веретена. Другой способ создания асимметрии зависит от того, какая дочерняя клетка принимает самую старую центриоль. Кажется, что самая старая центриоль окружает себя молекулами, немного отличными от тех, что окружают самую молодую, и служат стволовым клеткам для распределения между ними. Одна из наблюдавшихся гипотез заключается в том, что клетка, которой удается захватить центросому, имеющую самую старую центриоль, в конечном итоге первой развивает реснички, которые Они служат для более раннего реагирования на различные сигналы в окружающей среде, то есть такое неравномерное распределение может вызывать различное поведение между двумя ячейками. Сотовая организация Положение, в котором центриоли расположены в цитозоле клеток, составляющих центросомы клеток, важно для определить организацию множества ячеек, или чтобы позволить клетке двигаться, поскольку они помогают создать различие между продвигающейся передней и задней частью клетки. Например, в астроцитах центральной нервной системы клетки, которые помогают нейронам аппарат Гольджи он расположен по направлению к продвигающемуся фронту клетки из-за действия центросомы. Положение центриолей и центросомы в клетках, по-видимому, определяется взаимодействием между микротрубочками и актиновыми микрофиламентами.
Открытие в науке Описание центросом на полюсах веретена деления, которые находятся в клетках во время митоза, сделали почти одновременно ученые-биологи Флеминг В. Открытие сделано в 70-х годах XIX ст. Ученые еще тогда установили, что после завершения митоза, центросомы не исчезают, а остаются в интерфазном периоде. Подробное строение удалось определить после появления электронной микроскопии в середине XX ст. Функции и строение Клеточный центр — органоид, видимый в оптический микроскоп в клетках животных и низших растений. Он находится обычно около ядра или в геометрическом центре клетки и состоит из двух палочковидных телец центриолей, размером около 0,3-1 мкм. Под электронным микроскопом установлено, что центриоль представляет собой цилиндр, стенки которого построены девятью триплетами очень тонких трубочек.
Центросома: определение, структура и функции (с диаграммой)
Сходство клеточного строения всех организмов указывает на единство их происхождения. Клеточный центр (центросома) – органоид немембранного строения животных клеток, состоящий из двух расположенных перпендикулярно друг к другу центриолей и центросферы. Строение центросомы: центриоли и перицентриолярный материал. Центриоли — немембранные органоиды эукариотических клеток, причем их нет в клетках высших растений, ряда грибов и некоторых животных. Такие структуры внутри центриоли расположены в одном из её концов, проксимальном, что делает строение цилиндра центриоли полярным.
Биология в картинках: Строение и функции центриолей (Вып. 68)
Основу строения центриолей составляют расположенные по окружности девять триплетов микротрубочек, образующие таким образом полый цилиндр (279). Неспособность клеток использовать центриоли для создания функциональных ресничек и жгутиков связано с рядом генетических и инфекционных заболеваний. Центриоли — немембранные органоиды эукариотических клеток, причем их нет в клетках высших растений, ряда грибов и некоторых животных.