Одномембранные, двумембранные, немембранные органоиды клетки

Что такое органоиды клеток, какие они бывают, специфика, признаки

Органоиды, которые располагаются в рамках всех клеточных структур, нужны для того, чтобы она спокойно развивалась, жила. Они являются средством осуществлениях всех функций, которые заложены в ней. Все органоиды обладают конкретным строением и цельным набором единиц структуры. Из этого следует, что органеллы живого клеточного организма могут быть: 

• одномембранными; 
• двумембранными; 
• не обладать мембранами (то есть, немембранные). 

Вне зависимости от собственного размера всех существующих единиц ткани вроде клеток, специфика строения постоянна, потому что обеспечивает реализацию нагрузки на весь организм в целом. 

Двумембранные органеллы могут существовать в полу-автономном состоянии. Спецификой таких организмов является то, что они могут делиться. Система клетки предполагает, что должны быть также органоиды, которые не имеют мембраны. Это такие структуры, как: 

• центр клетки; 
• цитоскелет; 
• рибосомы. 

Основные виды органоидов 

В зависимости от того, какое количество мембран в них находится, их можно поделить на: 

• одномембранные; 
• двумембранные; 
• без мембраны. 

Органеллы, причем как с мембранами, так и без них, обладают определенным составом, обладают особыми свойствами и выполняют некоторые важные функции для организма. Данные обширные зоны называются по-другому компартментами. Они располагаются в рамках гиалоплазмы в рамках конкретных закономерностей развития биологических систем. 

К органеллам, которые отделены мембраной от гиалоплазмы, относятся лизосомы, комплекс Гольджи, митохондрии, пероксисомы и эндоплазматическая сеть. По своей структуре мембрана очень похожа на цитолемму. Процессы их жизнедеятельность неразрывно связаны с делением или соединением мембранных структур. Данные процессы могут происходить только в одинаковых мембранных слоях. 

Двумембранные органоиды: что это, специфика

Примерами двумембранных органоидов живой клетки можно считать пластиды и митохондрии. 

В рамках данного этапа, то процесса поглощения кислорода, при участии кислорода расщепляются и окисляются органические соединения до уровня веществ неорганического мира. В результате этого процесса происходит выделение большого количества энергии. Она применяется для того, чтобы синтезировать огромное количество аденозинтрифосфорной кислоты. Из-за этого митохондрии также носят название энергетических участков живой клетки. 

Митохондрии способны иметь различную форму. Так, например, они могут быть круглыми, обладать вытянутой формой, быть в виде нити или обладать разветвленной формой. Количество митохондрий в разных клетках может быть как небольшим (одна штука на всю клетку), так и огромным (исчисляться сотнями тысяч). Клетки, которые нуждаются в большом количестве энергии (это клетки, например, мышц или печенки) в своем составе содержат огромное число данных органоидов. Малое количество митохондрий в сравнении с животными клетками наблюдается у водорослей и в ткани, которая несет хлорофилл, растений, потому что функция синтеза аденозинтрифосфорной кислоты практически полностью выполняется хлоропластами. 

Митохондрии можно считать динамичными органоидами. Они могут трансформироваться, соединяться друг с другом, производить деление, перемещаться в клеточные участки, в которых потребление энергии выше. Митохондрии обычно копятся в тех участках клетки, в которых нужда в аденозинтрифосфорной кислоте больше. Так, их много рядом с органоидами, которые отвечают за движение, или же миофибриллами. 

Все митохондрии имеют ограничение в виде двух мембран: 

• одна расположена внутри; 
• другая расположена снаружи. 

Между данными мембранами располагается межмембранное пространство. Мембрана, которая находится снаружи митохондрии, отличается гладкостью, в ней нет никаких складок и прогибов. Она нужна для того, чтобы отделить органоид от гиалоплазмы. Она характеризуется большой степенью ионной проницательности и доступна для проникновения молекулам малого размера. Мембрана, которая находится внутри, обычно менее проницаема. Она создает большое количество складок, которые называются кристы. Они очень сильно увеличивают поверхностную площадь. Мембрана митохондрий, которая находится внутри, обладает в своем составе огромным числом белков. В нее входят, к примеру, ферменты, которые нужны для синтеза аденозинтрифосфорной кислоты.

То, что находится внутри митохондрии, и ограничивается внутренней мембраной, носит название матрикса. В рамках матрикса находятся разные органические и неорганические вещества, а также различные ферменты. В нем также находятся кольцевые молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты и все типы рибонуклеиновой кислоты. Получается, в митохондриях находятся генетические данные. В рамках матрикса располагаются рибосомы, в них происходит осуществление генетических данных, то есть процесс синтезирования белков. 

Так выглядит митохондрия: 

Источник: profil.adu.by

Рибосомы митохондрий 70S намного меньше по своим размерам в сравнении с рибосомами, что находятся в клеточной гиалоплазме. Дезоксирибонуклеиновая кислота митохондрии занимается кодированием только малой части белков, которые нужны для полноценной нормальной работы данного органоида. Большая часть белков митохондрий кодируется посредством дезоксирибонуклеиновой кислоты, которая располагается в клеточном ядре. Данные белки проходят синтез в 80S рибосомах, что находятся в гиалоплазме, позже они переносятся в митохондрию. 

Основная задача митохондрий состоит в том, чтобы дать клетке энергию в формате аденозинтрифосфорной кислоты. В клеточном строении все время обновляются митохондрии. Обновленные митохондрии появляются в итоге деления материнских образований. Данный процесс обычно проводится вне зависимости от клеточного деления и обусловлен потребностями определенной клетки в энергии. Когда клетка нуждается в большом количестве энергии, митохондрии очень активно растут и множатся посредством собственного деления. В случае, когда энергию клетка потребляет не сильно много, некоторые митохондрии могут уничтожаться или становиться неактивными. 

По специфике строения, цвету и функций, которые выполняют пластиды, бывает три вида пластид: 

• хлоропласты; 
• лейкопласты; 
• хромопласты. 

То, что находится внутри пластиды, носит название стромы. Она находится в окружении двух мембран. Между мембранами, что находятся внутри и снаружи, находится межмембранное пространство. Равно как и у митохондрий, мембрана, которая находится снаружи, гладкая, у нее нет складок, а также она имеет высокую проницаемость для разных веществ. Мембрана, которая находится внутри, имеет меньшую проницаемость и может создавать различные впячивания. В рамках стромы находятся кольцевые молекулы ДНК, а также все виды рибонуклеиновой кислоты. В рамках 70S рибосом, которые похожи по своему строению на рибосомы бактерий, происходит белковый синтез. Равно как и в митохондриях, практически все белки, которые нужны для нормальной работы пластид, создаются в клеточной гиалоплазме. 

У всех видов пластид растений существует одно место развития. Они все начинают свое становление из первичных пластид, то есть пропластид, клеток тканей образования. Данные структуры по своей форме похожи на пузырьки без цвета, они имеют ограничения в виде двух мембран. Их размеры намного меньше, чем у пластид, которые уже выросли. У пластид есть особенность — они могут взаимно превращаться. 

При помощи большого количества хлорофиллов, то есть зеленого пигмента, у растений хлоропласты получают зеленую окраску. Также в хлоропластах есть не только зеленый пигмент, но и красный, оранжевый, желтый. Его создают каротиноиды. В клетках, которые занимаются фотосинтезом, часто располагается большое количество (десятки) хлоропластов, которые имеют форму линзы, выпуклой с двух сторон. Количество хлоропластов в рамках клетке становится больше потому, что происходит постоянное деление. Очень интенсивно деление происходит во время клеточного роста. У различных типов водорослей хлоропласты способны сильно дифференцироваться по величине, формам, цвету и числу в клетке. 

В процессе развития хлоропластов мембрана, которая находится внутри, создает впячивания, которые направляются в строму. Потом происходит отделение от мембраны, которая находится внутри. Так формируются тилакоиды, то есть плоские мешочки с одной мембраной. Тилакоиды в форме диска, которые располагаются друг над другом, создают граны, которые по своей форме напоминают монетную стопку. 

Так выглядит хлоропласт внутри: 

Источник: profill.adu.by

Сепарированные граны объединяются друг с другом тилакоидами, которые вытягиваются в длину. Такие образования носят название ламеллы. Тилакоидные мембраны в своей структуре хранят пигменты для фотосинтеза, разные белки (ферменты, которые нужны для синтеза АТФ) и иные вещества. Основной функцией хлоропластов можно считать проведение фотосинтетического процесса. 

По типу веществ для накопления выделяются некоторые типы лейкопластов. К примеру, амилопласты занимаются накоплением крахмала, олеопласты занимаются накоплением липидов, протеинопласты занимаются накоплением белков. В свете Солнца лейкопласты способны трансформироваться в хлоропласты. Этим можно объяснить то, почему зеленеют картофельные клубни под влиянием солнечного света. 

Растительные органы могут прекрасно воспринимать все физические силы, например, силу тяжести. Из-за этого они могут расти в конкретном направлении в рамках земного центра. Примером можно считать процесс, при котором проросток, который только начинает развиваться, положить в горизонтальном положении. Можно будет наблюдать за тем, как корень постепенно начнет изгибаться, а побеги будут медленно расти в верхнюю часть, как на рисунке ниже. 

Рост растения на горизонтальной поверхности: 

Источник: profil.adu.by

Существует мнение, что основная роль в том, насколько растения восприимчивы к гравитации, отводится амилопластам. Они находится в особых корневых и побеговых клетках, которые носят название статоцисты. 

Амилопласты характеризуются большей плотностью, чем у гиалоплазмы. Они могут перемещаться в рамках данных клеток под влиянием физических сил тяжести. Растение изменяет свое положение тогда, когда начинают смещаться амилопласты в рамках клеток. В итоге изменяется направление, в котором растет растение. Статоцисты локализуются в корнях в рамках чехлика корня. После того, как его удаляют, корень может расти в случайном направлении, которое не зависит от действий гравитации.  

Равно как и лейкопласты, у хлоропластов нет никаких гран. Данные пластиды нужны для того, чтобы окрасить разные области растений. К примеру, дать цвет морковному корнеплоду, выросшим шиповниковым плодами, плодам томата или рябины. Смена цвета листьев у растений и деревьев в осенний период перед началом листопадного сезона связывается с тем, что начинается разрушение хлорофиллов в хлоропластной структуре. При этом не происходит утрата каротиноидов, просто хлоропласты трансформируются в хромопласты. 

Эндосимбиотическая теория происхождения пластид и митохондрий: кратко

Существует эндосимбиотическая теория происхождения пластид и митохондрий, в рамках которых утверждается, что все органоиды, которые имеют две мембраны, являются наследниками бактерий-симбионтов, которые попали в клетку-предка эукариот, что существуют в современном мире, в периоды раннего развития живого мира. Доказательная база у данной теории достаточно большая. Среди основных аргументов в пользу ее состоятельности говорит то, что существует некоторая автономность органоидов с двумя мембранами. 

Пластиды и митохондрии отличаются от иных органелл тем, что обладают своими генетическими данными, то есть кольцевыми молекулами дезоксирибонуклеиновой кислотой, которая похожа на дезоксирибонуклеиновую кислоту прокариотических организмов. Более того, они обладают собственной системой белкового синтеза и формируются в итоге деления материнских образований. 

Существует мнение, что в процессе эволюционного развития пластиды и митохондрии транспортировали огромное количество собственных генетических данных в клеточное ядро. Огромное количество белков, которые нужны данным органоидам, производятся не в их рибосомах, а только в таких рибосомах, которые находятся в клеточной гиалоплазме. Получается, что пластиды и митохондрии с частичным сохранением автономии стали контролироваться ядром клетки. 

Выводы по теме

Митохондрии и пластиды являются представителями органоидов, у которых две мембраны. Мембрана, которая находится снаружи, у митохондрии характеризуется гладкостью. Та мембрана, которая находится внутри, формирует складки, которые называются кристами. То, что находится внутри митохондрии называют матрикс. 

Основная функция митохондрий состоит в том, чтобы синтезировать аденозинтрифосфорную кислоту.

Растения обладают тремя базовыми типами пластид: 

• лейкопластами; 
• хлоропластами; 
• хромопластами. 

В рамках пластид находится строма, которая расположена в окружении двух мембран. Мембрана, которая находится снаружи, очень гладкая, а мембрана, которая находится внутри, создает впячивания. Из них создаются плоские мешки, которые носят название тилакоидов. В хлоропластах растений тилакоиды с формой диска создают стопки, которые именуются гранами. В рамках хлоропластов происходит фотосинтез. Лейкопласты занимаются накоплением различных питательных веществ, тогда как хромопласты занимаются тем, что дают цвет разным частям растения. 

Органоиды с двумя мембранами обладают своими молекулами дезоксирибонуклеиновой кислоты, рибонуклеиновой кислоты, а также рибосомами, могут размножаться посредством деления. Существует теория эндосимбиотическая, в рамках которой пластиды и митохондрии рассматриваются как наследники бактерий, что в прошлом вступили в симбиоз с клетками эукариот, что существуют в современном мире. 

Варианты исследования структуры и видов пластид

Хлоропласты прекрасно исследуются в микроскоп. К примеру, можно взять лист элодеи и посмотреть на него под микроскопом. Действия должны быть следующими: 

1. От побегов растения нужно взять молодой листик. Потом нужно его расположить в водной капле на предметном стекле. 
2. Накрыть лист покровным стеклом. Позже можно смотреть на структуру с помощью микроскопа. В процессе исследования рекомендуется посмотреть на особенности формы и окраски хлоропластов в клетке. 

Лейкопласты прекрасно рассматриваются в рамках клеточных образований эпидермиса традесканции. Действия при этом должны быть такими: 

1. Нужно сорвать лист традесканции, обернуть вдоль указательного пальца таким образом, что низ листа был на внешней части. Теперь нужно помочь себе другой рукой — взять игру и осторожно надорвать эпидермис над жилкой, которая находится посередине, то есть близко к листовому основанию. Пинцетом нужно снять полоску. Полоска, которая была отделена, должна быть помещена в воду на стекло, потом предметное стекло нужно накрыть покровным и исследовать. 
2. Из уроков биологии в 7 классе должно быть известно, что в составе эпидермиса у растений находится большое количество различных клеток. В клетках, которые находятся в конце устьиц (у них форма боба), возможно увидеть хлоропласты, которые обладают зеленым пигментом. В клетках, которые не имеют цвета или имеют бледную фиолетовую окраску, прекрасно можно заметить лейкопласты. При исследовании можно заметить блестящие тельца в форме шара. Это лейкопласты.