ЦИТОПЛАЗМА включає цитозоль гіалоплазма цитоскелет органели включення

ЦИТОПЛАЗМА включає цитозоль (гіалоплазма) цитоскелет органели включення

Найбільші підсистеми, що прийнято виділяти у клітині: поверхневий апарат, цитоплазма, ядро I. Поверхневий апарат є рецепторно-бар’єрно-транспортною системою клітини: • надмембранний комплекс (у тварин – глікокалікс; у рослин – клітинна стінка); • плазмолема; • під(суб)мембранний комплекс. II. Цитоплазма : • цитозоль – внутрішнє середовище клітини та система проміжного обміну; • цитоскелет – опорно-рухова система клітини; складається з мікротрубочок, мікрофіламентів, проміжних філаментів; • органели – обов’язкові структури цитоплазми, що виконують визначені функції. Органели, які мають вигляд пухирців, вакуолей, оточених одною мембраною, об’єднують у систему одномембранних органел – так звана вакуолярна система клітини. Це система синтезу, сегрегації та внутрішньоклітинного транспорту біополімерів (за винятком нуклеїнових кислот). До неї належать такі органели: ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, лізосоми, вакуолі, мікропухирці. Пероксисома– одномембранна органела.

Двомембранні органели клітини – мітохондрії (система енергозабезпечення) та пластиди (система фотосинтезу). Включення (білкові, ліпідні, вуглеводні тощо) – непостійні структури, є продуктами метаболізму клітини III. Ядро- система забезпечення, реалізації та передачі генетичної інформації : • поверхневий апарат; • каріоплазма; • матрикс (ядерний скелет); • хроматин; • рибонуклеопротеазні (РНП) комплекси.

Ядерно-цитоплазматичне співвідношення за Гертвігом (1908) ЯЦС = VЯ / (VК – VЯ) де VЯ – об'єм ядра, VК – об'єм клітини

ВЛАСТИВОСТІ ЦИТОЗОЛЮ • Структура. У світловому мікроскопі цитозоль має вигляд прозорої безструктурної речовини, а на електронограмах– вигляд гомогенної або тонкозернистої речовини. • Цитозоль - тиксотропний гель. • Цитозоль – це буферна система. • р. Н становить близько 6, 8.

ФУНКЦІЇ ЦИТОЗОЛЮ • У цитозолі здійснюються реакції проміжного обміну – синтезу і розчеплення малих органічних молекул • Об'єднує всі клітинні структури й забезпечує їхню хімічну взаємодію між собою • У цитозолі на вільних рибосомах або полісомах починається синтез house білків клітини • Процесінг (дозрівання) та фолдінг білків • Специфічний розпад білків

Фолдінгом називається процес набуття синтезованим поліпептидним ланцюгом визначеної робочої конформації. • Набувати правильної вторинної, третинної та четвертинної структури самостійно можуть лише невеликі білки. Для фолдінгу більш великих білків потрібні спеціальні білки: шаперони і ферменти фолдази. Шаперони відрізняються від фолдаз тим, що вони не каталізують ніяких реакцій. Вони дозволяють поліпептиду перебрати велику кількість конформацій, і зупинитися на найбільш енергетично вигідній. Шаперонову активність проявляють білки теплового шоку, стресорні білки цитозолю. Шаперони забезпечують і своє власне згортання. При цьому іноді трапляються і помилки. Неправильно згорнутий шаперон стає пріоном - білком, який забезпечує невірне згортання інших білків. Оскільки невірно згорнуті білки стають менш вразливими до дії внутрішньоклітинних протеаз, пріони поступово накопичуються в організмі, що врешті-решт призводить до важких захворювань (куру, скрейпі, "коров’ячий сказ" та ін. ).

Схема згортання білка в глобулу I II Полярні бічні групи амінокислот прагнуть розміститися на зовнішній поверхні білка, де вони можуть взаємодіяти з водою; неполярні розташовані усередині, де утворюють "заховане" від води гідрофобне "ядро" I – незгорнутий поліпептид; II – згорнутий; 2 – полярні бічні групи; 3 – неполярні бічні групи; 4 – згорнута конформація у водному середовищі; 5 – гідрофобна ділянка серцевини містить неполярні бічні групи; 6 – полярні бічні групи можуть утворювати водневі зв'язки (за Alberts, B. , Johnson A. , Lewis J. et al. , 2002)

Термін життя білкової молекули Кожна молекула білку існує певний час, після якого вона піддається протеолізу, тобто розщеплюється на амінокислоти. Існують декілька механізмів знищення старих білків. По-перше має значення перша амінокислота у білковій послідовності. Амінокислоти Met, Ser, Thr, Ala, Val, Cys, Gly та Pro, які займають перше положення (на N-кінці поліпептиду), стабілізують його і захищають від негайної протеолітичної атаки. Решта амінокислот викликають швидкий протеоліз білку. Усі білки одразу після синтезу несуть на N-кінці стабілізуючу амінокислоту метіонін, яка майже одразу видаляється специфічним ферментом. • У еукаріотів має місце убіквітин-залежний протеоліз. При такому протеолізі з білком, що підлягає руйнуванню, зв'язується велика кількість копій невеликого білку убіквітину. При цьому убіквітин приєднується до тих білків, що на N-кінці несуть "дестабілізуючу" амінокислоту.

Убіквітин-залежне руйнування білків Комплекс убвікітин - білок Білок-мішень в цитозолі Вивільнення убіквітину (убіквітинзалежна протеаза) Ферментний комплекс, що приєднує убікітин Убіквітин повертається у кругообіг Амінокислоти

ВКЛЮЧЕННЯ • За хімічною природою: білкові (алейронові зерна в рослинних клітинах), вуглеводні (крохмаль чи глікоген), ліпідні (жирові краплини), терпеноїдної природи (включення ефірних олій, смол, каучуку), глікозиди, алкалоїди, мінеральні (кристали оксалату кальцію або карбонату кальцію в клітинах деяких рослин). • За функціональним призначенням: трофічні (жирові краплини, крохмальні зерна, алейронові зерна, глікоген, жовткові включення), секреторні (гормони, ферменти), екскреторні (смола хвойних, ліпофусцин), пігментні (ендогенні та екзогенні: меланін, ліпофусцин, гемоглобін, міоглобін, хлорофіл, каротиноїди) і захисні (глікозиди, алкалоїди, меланін).

ВКЛЮЧЕННЯ ГЛІКОГЕНУ В ГЕПАТОЦИТАХ ПЕЧІНКИ АКСОЛОТЛЯ Забарвлення ШІК Глікоген

ВКЛЮЧЕННЯ ГЛІКОГЕНУ В ГЕПАТОЦИТАХ ПЕЧІНКИ Забарвлення карміном та дозабарвлення ядер гематоксиліном

ЖИРОВІ ВКЛЮЧЕННЯ У ГЕПАТОЦИТАХ АКСОЛОТЛЯ Фіксація осмієм. Забарвлення сафраніном Ядро Ліпідні краплі різного розміру

ПІГМЕНТНІ КЛІТИНИ (відросчасті) у шкірі пуголовка Включення меланіну

СЕКРЕТОРНІ ГРАНУЛИ У КЛІТИНАХ ЛЕЙДІГА ШКІРИ АКСОЛОТЛЯ Забарвлення гематоксиліном та еозином Клітина Лейдіга Білкові включення

ЖОВТКОВІ ВКЛЮЧЕННЯ (жовті) У БЛАСТОМЕРАХ АМФІБІЙ Бластомер Жовткові гранули Бластомери

Гранули зимогену (чорні) у клітинах підшлункової залози щурів Забарвлення залізним гематоксиліном Ацинус – екзокринна частина, клітини ацинуса синтезують та виділяють у протоку зимоген Зимоген – це включення, що складається з ферментів підшлункової залози: амілаза, ліпаза, трипсин

ВКЛЮЧЕННЯ РОСЛИН КРОХМАЛЬНІ ЗЕРНА ОКСАЛАТ КАЛЬЦІЮ