Комплекс Гольджи: строение и функции

Простейшей единицей строения и жизнедеятельности всех живых организмов, которая способна самостоятельно существовать, самовоспроизводиться и развиваться, является клетка. Она либо входит в состав ткани многоклеточных животных, растений и грибов, либо представляет собой одноклеточный организм.

Что такое комплекс Гольджи

В биологии различают два вида клеток:

• прокариотические;
• эукариотические.

Прокариотические клетки хранят генетическую информацию в единственной органелле. Они не имеют оформленного ядра и обладают малыми размерами по сравнению с эукариотическими клетками.

Такое строение было присуще древнейшим организмам, которые появились на Земле около четырех миллиардов лет назад. Они даже носили название прокариотов.

Эукариотическими называются клетки, имеющие оформленное ядро, покрытое цитоплазмой и защищенное плазматической мембраной.

В состав эукариотической клетки входят:

1. Оболочка. Она поддерживает определенную форму клетки и выполняет защитную функцию.
2. Наружная клеточная мембрана, которая ограничивает содержимое клетки от внешней среды, обеспечивает избирательную проницаемость и выделяет образованные клеткой вещества.
3. Цитоплазма, представляющая собой раствор солей и органических веществ.
4. Ядро, которое является важнейшим органоидом клетки. Оно отвечает за хранение наследственной информации, синтез РНК, транспортирует вещества, регулирует все процессы, происходящие внутри клетки.
5. Эндоплазматическая сеть — система мембран, по которой передвигаются рибосомы.
6. Рибосомы — микроскопические органеллы, необходимые для синтеза первичной структуры белка из аминокислот.
7. Лизосомы. Они представляют собой округлые или овальные образования, их количество зависит от жизнедеятельности клетки и ее физиологического состояния. Лизосомы регулируют пищеварение в клетке.
8. Митохондрии являются хранилищем ДНК, РНК, ферментов, белков, липидов и витаминов.
9. Клеточный центр состоит из двух центриолей и выполняет функцию деления клетки низших растений и животных.
10. Органеллы движения в клетке представлены ресничками, жгутиками, ложными ножками и миофибриллами.
11. Комплекс Гольджи — наиболее подвижная и изменяющаяся органелла, имеющая мембранную структуру.

Комплекс, или аппарат, Гольджи был открыт в 1898 году итальянским ученым Камилло Гольджи и назван в честь него. Гистолог увидел его при пропитывании нервных клеток солями серебра и описал как сеточку, окружающую ядро.

Комплекс Гольджи расположен между эндоплазматической сетью и мембранной оболочкой клетки. Ближняя к эндоплазматической сети часть называется цис-полюсом, а дальняя — транс-полюсом. Аналогично называются и поверхности сторон его цистерн: цис-поверхность и транс-поверхность.

Между соседними стопками комплекса Гольджи находятся некомпактные зоны. Их выраженность зависит от фазы секреторной активности клетки.

Изменение аппарата Гольджи может происходить в результате голодания, получения травм или старения. Разрушение комплекса вызывает действие некоторых кислот, а также ядов — мышьяка, солей свинца.

Функции

Комплекс Гольджи выполняет разнообразные функции:

1. Накопление, упаковка и выделение продуктов внутриклеточного синтеза, продуктов метаболизма и токсинов.

2. Белки, которые поступают из эндоплазматической сети, сосредотачиваются в аппарате Гольджи и переносятся к мембране в пузырьках Гольджи. Так происходит процесс обновления клеточной мембраны.
3. Регулирование движения макромолекул. В аппарате Гольджи они объединяются в транспортные везикулы и распределяются в клетке.
4. Производство лизосом, содержащих ферменты в неактивном состоянии.
5. Сортировка белков на три потока и направление их к органам.
6. В растительных клетках аппарат Гольджи отвечает за строительство целлюлозной оболочки за счет содержащихся в нем полисахаридов, синтез углеводов и липидов.
7. Эпителий слизистой оболочки дыхательных путей содержит бокаловидные клетки. Их аппарат Гольджи образует муцин, содержащийся в слизи.
8. Перемещение липидов из клеток тонкого кишечника в лимфу.

Строение

Для изучения строения аппарата Гольджи были применены методы световой микроскопии. Они позволили описать его как комплекс цистерн, имеющих форму диска, и систему пузырьков и секреторных вакуолей, которые связаны с ними трубчатыми структурами. Количество цистерн колеблется от 5 до 12.

Совокупность дискообразных цистерн носит название диктиосома (от греческого diktion — сеть и soma — тело). Во время деления клетки происходит процесс разделения и равномерного распределения диктиосом.

В клетке может содержаться от одной до нескольких сотен диктиосом. Большое их количество расположено в нервных клетках и клетках экзокринных желез.

Основной функцией аппарата Гольджи является распределение и доставка химических веществ клетки. Незрелые белки попадают в цис-отдел из эндоплазматической сети. В диктиосомах белки приобретают свою конечную структуру и транспортируются в пузырьках от транс-отдела к различным органам.

Таким же образом происходит накопление, упаковка и перемещение других химических веществ.

Составляющие аппарата Гольджи имеют разный размер:

• внутреннее пространство диктиосом занимает 5-20 нм;
• диаметр трубочек составляет 20-50 нм;
• размер везикул колеблется от 20-30 нм до 2000 нм.

Образование мембран комплекса Гольджи происходит за счет рибосом и везикул, отделяющихся от эндоплазматической сети. С их помощью надстраиваются мембраны цис-отдела. В то время как мембранные структуры транс-отдела используются для создания везикул, содержащих секрет.

Как выглядит комплекс Гольджи

Под оптическим микроскопом комплекс Гольджи выглядит как сеть, состоящая из изогнутых палочек, которые лежат вокруг ядра.

Электронный микроскоп дает более полную информацию. С его помощью можно увидеть, что клеточная органелла состоит из трех видов образований:

• дискообразные мембранные структуры, будто бы сложенные стопкой;
• система пузырьков;
• трубочки, соединяющие диски и пузырьки.

Растения, простейшие и некоторые беспозвоночные животные содержат клеточную органеллу в виде рассеянных образований и пузырьков. У позвоночных комплекс Гольджи сосредоточен в одном месте.