Adjon rövid leírást az eps endoplazmatikus retikulumról! Egymembrán organellumok

Ez egy csatornák és üregek rendszere, amelynek falai egyetlen réteg membránból állnak. A membrán szerkezete hasonló a plazmalemmához (folyadék-mozaik), azonban az itt szereplő lipidek és fehérjék kémiai felépítésében némileg eltérőek. Kétféle EPS létezik: durva (szemcsés) és sima (agranuláris).

Az EPS-nek számos funkciója van.

1. Szállítás.
2. Membránképző.
3. Fehérjéket, zsírokat, szénhidrátokat és szteroid hormonokat szintetizál.
4. Semlegesíti a mérgező anyagokat.
5. Kalciumot rak le.

A fehérjeszintézis a durva ER membrán külső felületén megy végbe.

2. A sima EPS membránján zsírokat, szénhidrátokat és szteroid hormonokat szintetizáló enzimek találhatók.

3. A sima EPS membránon enzimek helyezkednek el, amelyek semlegesítik a sejtbe került mérgező idegen anyagokat.

A Rough a membránmátrix külsején nagyszámú riboszómát tartalmaz, amelyek részt vesznek a fehérjeszintézisben. A riboszómán szintetizált fehérje egy speciális csatornán keresztül jut be az ER üregébe (7. ábra), majd onnan a citoplazma különböző részeire terjed (főleg a Golgi komplexbe jut). Ez jellemző a fehérjékre export. Például a hasnyálmirigy sejtjeiben szintetizált emésztőenzimekre.

Riboszóma mRNS

Rizs. 7. Endoplazmatikus retikulum:

A – sima ER töredékei; B – durva EPS töredékei. C – működő riboszóma durva ER-en.

A sima ER membrán egy sor enzimet tartalmaz, amelyek zsírokat és egyszerű szénhidrátokat, valamint a szervezet számára szükséges szteroid hormonokat szintetizálják. Külön meg kell jegyezni, hogy a májsejtek sima EPS membránjában olyan enzimrendszer található, amely a sejtbe bejutott idegen anyagokat (xenobiotikumokat) hasítja, beleértve a gyógyászati ​​vegyületeket is. A rendszer számos fehérje-enzimből áll (oxidálószerek, redukálószerek, acetilátorok stb.).

Egy xenobiotikus vagy gyógyszeres anyag (DS) bizonyos enzimekkel egymás után kölcsönhatásba lépve megváltoztatja kémiai szerkezetét. Ennek eredményeként a végtermék megőrizheti sajátos aktivitását, inaktívvá válhat, vagy éppen ellenkezőleg, új tulajdonságot szerezhet - mérgezővé válhat a szervezet számára. Az ER-ben elhelyezkedő, a xenobiotikumok (vagy LS) kémiai átalakulását végző enzimrendszer ún. biotranszformációs rendszer. Jelenleg ennek a rendszernek nagy jelentőséget tulajdonítanak, mert. a gyógyszerek fajlagos aktivitása (baktericid aktivitása stb.) a szervezetben és toxicitásuk működésének intenzitásától és a benne lévő egyes enzimek mennyiségi tartalmától függ.

Az izoniazid tuberkulózis elleni anyag vérszintjét vizsgálva váratlan jelenséggel találkoztak a kutatók. A gyógyszer azonos dózisának bevétele esetén annak koncentrációja a vérplazmában különböző egyéneknél nem volt azonos. Kiderült, hogy az intenzív biotranszformációs folyamatban szenvedő emberekben az izoniazid gyorsan acetileződik, és egy másik vegyületté alakul. Ezért a vér tartalma lényegesen kisebb lesz, mint az alacsony acetilezési intenzitású egyéneknél. Logikus arra a következtetésre jutni, hogy a gyors acetilációval rendelkező betegeknél a hatékony kezelés érdekében magasabb dózisú gyógyszert kell felírni. Felmerül azonban egy másik veszély is, amikor az izoniazid acetilezésekor a májra mérgező vegyületek képződnek. Ezért az izoniazid adagjának növelése gyors acetilátorokban májkárosodást okozhat. Ezekkel a paradoxonokkal folyamatosan találkoznak a farmakológusok a gyógyszerek és a biotranszformációs rendszerek hatásmechanizmusának tanulmányozása során. Ezért az egyik fontos kérdés, amelyet a gyógyszerésznek meg kell oldania, hogy olyan gyógyszert ajánljon a gyakorlatba, amely nem lenne kitéve gyors inaktiválásnak a biotranszformációs rendszerben, és ráadásul nem alakulna át a szervezetre mérgező vegyületté. Ismeretes, hogy a Gyógyszerészeti Bizottság által jelenleg javasolt szinte valamennyi gyógyszer biotranszformációs folyamatokon megy keresztül. Azonban egyikük sem veszíti el teljesen sajátos aktivitását, és nem okoz jelentős károkat a szervezetben. Az olyan anyagok, mint az atropin, kloramfenikol, prednizolon, noradrenalin és még sokan mások, teljesen megőrzik tulajdonságaikat, de a biotranszformációs rendszeren áthaladva jobban oldódnak vízben. Ez azt jelenti, hogy gyorsan kiürülnek a szervezetből. Vannak olyan anyagok, amelyek aktiválják a biotranszformációs rendszert, például a fenobarbitál. Tehát az egereken végzett kísérletek során azt találták, hogy amikor ennek az anyagnak nagy mennyisége kerül a véráramba a májsejtekben, a sima EPS felülete néhány nap alatt megduplázódik. A biotranszformációs rendszer stimulálását a szervezetben lévő mérgező vegyületek semlegesítésére használják. Így a fenobarbitált újszülöttek hemolitikus betegségeinek kezelésére használják, amikor a biotranszformációs rendszerek stimulálása segít a szervezetnek megbirkózni a káros anyagok, például a bilirubin feleslegével. Egyébként a káros anyag eltávolítása után a sima ER membránok feleslegét lizoszómák segítségével semmisítik meg, és 5 nap múlva a hálózat normális térfogatot kap.

Az EPS membránokban szintetizált anyagok csatornákon keresztül jutnak el különféle organellumokhoz vagy olyan helyekre, ahol szükség van rájuk (8. ábra). Az ER szállító szerepe nem korlátozódik erre, bizonyos területeken a membrán képes olyan kiemelkedéseket kialakítani, amelyek a membránról összecsavarodva, leválanak a membránról, és egy olyan buborékot képeznek, amely a hálózati tubulus összes összetevőjét tartalmazza. Ez a vezikula képes mozgatni és kiüríteni a tartalmát a sejt különböző helyein, különösen, hogy egyesüljön a Golgi komplexummal.

Durva XPS A citoszkeleton elemei

Riboszóma

Mitokondriumok

Nucleus Cell

Rizs. 8. A cella belsejének sematikus ábrázolása (nem méretarányosan).

Meg kell jegyezni az EPS fontos szerepét az összes intracelluláris membrán felépítésében. Itt kezdődik az ilyen építkezés legelső szakasza.

Az EPS a kalciumionok cseréjében is fontos szerepet játszik. Ennek az ionnak nagy jelentősége van a sejtek anyagcseréjének szabályozásában, a membráncsatornák permeabilitásának megváltoztatásában, a citoplazmában lévő különféle vegyületek aktiválásában stb. A Smooth ER a kalciumionok tárolója. Szükség esetén kalcium szabadul fel, és részt vesz a sejt életében. Ez a funkció leginkább az izmok ER-ére jellemző. A kalciumionok felszabadulása az EPS-ből egy láncszem az izomösszehúzódás összetett folyamatában.

Meg kell jegyezni az EPS szoros kapcsolatát a mitokondriumokkal - a sejt energia állomásaival. Az energiahiánnyal járó betegségekben a riboszómák leválanak a durva ER membránjáról. A következményeket nem nehéz megjósolni - az exportra szánt fehérjék szintézise megszakad. És mivel az emésztőenzimek az ilyen fehérjék közé tartoznak, ezért az energiahiánnyal járó betegségekben az emésztőmirigyek munkája megzavarodik, és ennek következtében a szervezet egyik fő funkciója, az emésztőrendszer szenved. Ebből kiindulva ki kell alakítani az orvos farmakológiai taktikáját.

Golgi komplexus

Az endokrin mirigyekben például a hasnyálmirigyben egyes hólyagocskák az EPS-től elszakadva ellaposodnak, összeolvadnak más vezikulákkal, átfedik egymást, mint a halomban lévő palacsinta, létrehozva a Golgi-komplexumot (CG). Több szerkezeti elemből áll - tartályokból, buborékokból és tubulusokból (9. ábra). Mindezeket az elemeket egy folyékony-mozaik típusú egyrétegű membrán képezi. A tartályokban a buborékok tartalma „érik”. Ez utóbbiak a komplexből fűződnek, és a citoszolban mikrotubulusok, rostok és filamentumok mentén mozognak. A buborékok fő útja azonban a plazmamembrán felé való mozgás. Vele összeolvadva a vezikulák emésztőenzimekkel ürítik ki tartalmukat a sejtközi térbe (10. ábra). Ebből az enzimek bejutnak a csatornába, és a belekbe öntik. A CG-szekréció vezikulumai segítségével történő kiválasztódási folyamatot exocitózisnak nevezik.

1

Rizs. 9. A Golgi komplexum szakasza: 1 - mag; 2 - nucleolus; 3 - a CG-ben képződött buborékok; 4 - tartályok KG; 5 - cső.

Membrán

Rizs. 10. KG(g) tartályok kialakítása buborékokból:

1 - mag; 2 - nucleolus; 3 – QD-ben képződött buborékok; 4 - tartályok KG; 5 - cső.

Meg kell jegyezni, hogy a sejt exocitózisát gyakran egy másik fontos sejtfolyamattal kombinálják - a plazmamembrán felépítésével vagy megújításával. Lényege, hogy a membránhoz közeledő, egyrétegű folyékony-mozaik membránból álló buborék felrobban, egyúttal felszakítva a membránt. A buborék tartalmának felszabadulása után a szélei összeolvadnak a membrán rés széleivel, és a rés „feszül”. Egy másik út a vezikulákra jellemző, amelyekből később lizoszómák képződnek. Ezek a vezikulák, amelyek a vezetőszálak mentén mozognak, eloszlanak a sejt citoplazmájában.

Gyakorlatilag a CG-ben a durva ER riboszómáin szintetizált és ER csatornákon keresztül a CG-be juttatott fehérjék újraeloszlása ​​megy végbe; A fehérjék pontos eloszlásának folyamata összetett mechanizmusú, és ha ez nem sikerül, akkor nemcsak az emésztés, hanem a lizoszómákkal kapcsolatos összes funkció is megsérülhet. Egyes szerzők nagyon pontosan észlelték, hogy a ketrecben lévő CG a „központi pályaudvar”, ahol a mókus utasáram újraelosztása történik.

Néhány mikrotubulus vakon végződik.

A CG-ben az EPS-ből származó termékek módosítása történik:

1. Bejövő termékek felhalmozódása.

2. Dehidratálja őket.

3. Szükséges kémiai átstrukturálás (érés).

Korábban megjegyeztük, hogy az emésztési váladék és a lizoszómák képződése a CG-ben történik. Ezeken a funkciókon kívül a poliszacharidok szintetizálódnak az organoidban, és a szervezetben az immunreakciók egyik fő résztvevője az immunglobulinok.

És végül a CG aktívan részt vesz a plazmamembránok felépítésében és megújításában. A plazmalemmán átáramló buborékok képesek integrálni a membránjukat abba. A membránok felépítéséhez EPS-ben szintetizált és a KG tartályok membránján "érlelt" anyagokat használnak (11. ábra).

Exocitózis és oktatás

sejtmembránokból származó

buborékmembránok.

sejtmag

Golgi komplexus

Rizs. 11 A KG vezikula membránjából egy plazmamembrán fragmentum képződésének vázlata (a skálák nem láthatók).

KG funkció:

szállítás (a kialakult buborékok enzimeket szállítanak kifelé vagy saját használatra),

lizoszómákat képez

képződés (a CG immunglobulinokban komplex cukrok, mukoproteinek stb. képződnek),

felépítése: a) a KG hólyagok membránja beépíthető a plazmamembránba; b) a tartályok membránjában szintetizált vegyületeket sejtmembránok építésére használják,

osztódás (rekeszekre osztja a sejtet).

Lizoszómák

A lizoszómák kis, lekerekített vezikuláknak tűnnek, a citoplazma minden részében megtalálhatók, ahonnan egyrétegű, folyadék-mozaik típusú membrán választja el őket. A belső tartalom homogén, és sokféle anyagból áll. Közülük a legjelentősebbek - az enzimek (kb. 40-60) - szinte az összes természetes polimer szerves vegyületet lebontják, amelyek a lizoszómákba kerültek. A lizoszómák belsejében pH 4,5-5,0. Ezen értékek mellett az enzimek aktív állapotban vannak. Ha a pH közel semleges, ami a citoplazmára jellemző, akkor ezek az enzimek alacsony aktivitásúak. Ez az egyik olyan mechanizmus, amely megvédi a sejteket az önemésztéstől abban az esetben, ha enzimek lépnek be a citoplazmába, például amikor a lizoszómák felszakadnak. A membrán külső oldalán sokféle receptor található, amelyek hozzájárulnak a lizoszómák és az endocitikus vezikulák összekapcsolásához. Meg kell jegyezni a lizoszómák egyik fontos tulajdonságát - a célirányos mozgást a cselekvés tárgya felé. Amikor fagocitózis történik, a lizoszómák a fagoszómák felé mozognak. Megfigyelték a megsemmisült organellumokhoz (például mitokondriumokhoz) való mozgásukat. Ahogy korábban írtuk, a lizoszómák irányított mozgása mikrotubulusok segítségével történik. A mikrotubulusok elpusztulása a fagolizoszómák képződésének megszűnéséhez vezet. A fagocita gyakorlatilag elveszíti a vérben lévő kórokozók emésztési képességét (fagocitózis). Ez a fertőző betegségek súlyos lefolyásához vezet.

A lizoszóma membrán bizonyos körülmények között képes a hialoplazma nagy molekulatömegű szerves anyagait (például fehérjéket, lipideket, poliszacharidokat) átengedni a belsejébe (12. ábra (4.4a), ahol azok elemi szerves vegyületekké (4.4a) bomlanak le. aminosavak, monoszacharidok, zsírsavak, glicerin). Ezután ezek a vegyületek elhagyják a lizoszómákat, és a sejt szükségleteihez mennek. Bizonyos esetekben a lizoszómák képesek „befogni”, majd „emészteni” az organellumok töredékeit (12. ábra. (3.3.) a)) és a sérült vagy elavult sejtkomponensek (membránok, zárványok) Éheztetéskor a sejtek élettevékenysége a lizoszómákban lévő citoplazmatikus struktúrák egy részének emésztése és a végtermékek felhasználása révén fennmarad. endogén táplálkozás sok többsejtű szervezetre jellemző.

Az endocitózis (fagocitózis és pinocitózis) folyamatában keletkező endocitikus vezikulák - pinocita vezikulák (12. ábra (1.1a)) és fagoszómák (12. ábra (2.2a)) - szintén egyesülnek a lizoszómával, és fagolizoszómát alkotnak. belső tartalmak mikroorganizmusok, szerves anyagok stb., lizoszóma enzimek bontják le elemire

Mikroorganizmusok

Feloldva

organikus 2 3

Anyagok

Fehérjék, zsírok Lizoszóma töredékek

mitokondriális szénhidrátok

Rizs. 12. A lizoszómák funkciói:

1, 1a - a hialoplazma szerves anyagainak felhasználása; 2, 2a - a pinocita vezikulák tartalmának hasznosítása; 3, 3a - fagocita vezikulák tartalmának hasznosítása; 4, 4a - a sérült mitokondriumok enzimatikus hasítása. 3a - fagoszómák.

nye szerves vegyületek, amelyek a citoplazmába kerülve a sejtanyagcsere résztvevőivé válnak. Előfordulhat, hogy a lizoszómák belsejében lévő biogén makromolekulák emésztése számos sejtben nem fejeződik be. Ebben az esetben az emésztetlen termékek felhalmozódnak a lizoszóma üregében. Az ilyen lizoszómát maradéktestnek nevezzük. A pigmentek is ott rakódnak le. Emberben a szervezet öregedése során az agysejtek, a máj és az izomrostok maradéktestében felhalmozódik az "öregedési pigment" - lipofuscin.

Ha a fentiek feltételesen a lizoszómák sejtszintű működéseként jellemezhetők, akkor ezen organellumok aktivitásának másik oldala az egész szervezet, annak rendszerei és szervei szintjén nyilvánul meg. Ez mindenekelőtt az embriogenezis során elpusztult szervek eltávolítására vonatkozik (például egy ebihal farka), bizonyos szövetek sejtjeinek differenciálódása során (a porcok csonttal történő helyettesítése) stb.

Figyelembe véve a lizoszóma enzimek nagy jelentőségét a sejt életében, feltételezhető, hogy munkájuk bármilyen megzavarása súlyos következményekkel járhat. Ha a lizoszómák bármely enzimének szintézisét szabályozó gén megsérül, az utóbbi szerkezete megbomlik. Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy az "emésztetlen" termékek felhalmozódnak a lizoszómákban. Ha túl sok ilyen lizoszóma van egy sejtben, akkor a sejt károsodik, és ennek következtében a megfelelő szervek munkája megzavarodik. Az e forgatókönyv szerint kialakuló örökletes betegségeket "lizoszómális raktározási betegségeknek" nevezik.

Figyelmet kell fordítani arra is, hogy a lizoszómák részt vegyenek a szervezet immunállapotának kialakításában (13. ábra). A szervezetbe kerülve az antigén (például egy mikroorganizmus toxinja) főként (kb. 90%-ban) elpusztul, ami megvédi a sejteket károsító hatásától. A vérben maradó antigénmolekulákat (pinocitózissal vagy fagocitózissal) a makrofágok vagy speciális, fejlett lizoszómarendszerű sejtek szívják fel.

Baktérium

Antigén

Makrofág

pinozitózis

pinocita

Lizoszóma

Az antigén peptidfragmensei

Rizs. 13. Antigén peptid fragmentumok képződése makrofágban

(mérleg nem figyelhető meg).

téma. Az antigént tartalmazó pinocita vezikula vagy fagoszóma egyesül a lizoszómával, és az utóbbi enzimei az antigént olyan fragmentumokra hasítják, amelyek nagyobb antigénaktivitásúak és kisebb toxicitásúak, mint az eredeti mikrobiális antigén. Ezek a töredékek nagy mennyiségben kerülnek a sejtek felszínére, és a szervezet immunrendszere erőteljesen aktiválódik. Nyilvánvaló, hogy az antigén tulajdonságok fokozása (a toxikus hatás hiánya miatt) a lizoszómális kezelés eredményeként jelentősen felgyorsítja a védő immunválaszok kialakulását erre a mikroorganizmusra. Az a folyamat, amelynek során egy antigént lizoszómák peptidfragmensekre hasítanak, az úgynevezett antigén feldolgozás. Meg kell jegyezni, hogy az EPS és a Golgi-komplexus közvetlenül részt vesz ebben a jelenségben.

Végül pedig a lizoszómák és a sejt által fagocitált mikroorganizmusok közötti kapcsolat kérdése az utóbbi időben széles körben felmerült. Ahogy korábban említettük, a fagoszóma és a lizoszóma fúziója a mikroorganizmusok emésztéséhez vezet a fagolizoszómában. Ez a legkedvezőbb eredmény. Azonban más kapcsolatok is lehetségesek. Így egyes patogén (patogén) mikroorganizmusok, amikor behatolnak a fagoszómán belüli sejtbe, olyan anyagokat választanak ki, amelyek blokkolják a lizoszómák fúzióját a fagoszómával. Ez lehetővé teszi számukra, hogy a fagoszómákban túléljenek. A felszívódott mikroorganizmusokkal rendelkező sejtek (fagociták) élettartama azonban rövid, lebomlanak, és mikrobákkal együtt fagoszómákat szabadítanak fel a vérbe. A véráramba került mikroorganizmusok ismét kiválthatják a betegség visszaesését (visszatérését). Egy másik lehetőség is lehetséges, amikor az elpusztult fagociták részeit, beleértve a mikrobákkal rendelkező fagoszómákat, más fagociták újra felszívják, és ismét életben maradnak, és új sejtben maradnak. A ciklus elég hosszú ideig ismételhető. Tífuszos esetet írtak le egy idős betegnél, aki fiatal Vörös Hadsereg katonaként az első lovas hadseregben harc közben szenvedett tífuszt. Több mint ötven év elteltével nemcsak a betegség tünetei újultak ki – még a káprázatos látomások is visszahozták az öreget a polgárháború korszakába. A helyzet az, hogy a tífusz kórokozói képesek blokkolni a fagoszómák és a lizoszómák összekapcsolásának folyamatát.

A lizoszómák funkciói:

emésztő (a citoplazma részeit és a mikroorganizmusokat emészti, elemi szerves vegyületekkel látja el a sejt szükségleteit),

hasznosítás (megtisztítja a citoplazmát a romlott részektől),

részt vesz a haldokló sejtek és szervek eltávolításában,

Védő (a mikroorganizmusok emésztése, részvétel a szervezet immunreakcióiban).

Riboszómák.

Ez a sejt fehérjeszintézis berendezése. A riboszóma két alegységet tartalmaz, egy nagy és egy kicsi. Az alegységek összetett konfigurációjúak (lásd a 14. ábrát), és fehérjékből és riboszomális RNS-ből (rRNS) állnak. A riboszómális RNS egyfajta állványként szolgál, amelyhez fehérjemolekulák kapcsolódnak.

A riboszómák képződése a sejtmag magjában történik (erről a folyamatról az alábbiakban lesz szó). A kialakult nagy és kis alegységek a sejtmag pórusain keresztül jutnak ki a citoplazmába.

A citoplazmában a riboszómák disszociált vagy diszpergált állapotban vannak, ez disszociált riboszómák. Ebben az állapotban nem tudnak a membránhoz tapadni. Ez nem a riboszóma működési állapota. Működő állapotban a riboszóma egy organoid, amely két egymáshoz kapcsolódó alegységből áll, amelyek között egy mRNS szál halad át. Az ilyen riboszómák szabadon "úszhatnak" a citoszolban, ezeket hívják szabad riboszómák vagy különféle membránokhoz csatlakozik,

A B C D

Rizs. 14. A riboszóma kis (A) és nagy (B) alegységének természetes formája. Egész riboszóma (B). A riboszóma sematikus ábrázolása (D)

például az EPS membránra. A membránon a riboszóma leggyakrabban nem egyedül, hanem együttesként helyezkedik el. Egy együttesnek különböző számú riboszómája lehet, de mindegyiket egyetlen mRNS-szál köti össze. Ez nagyon hatékonysá teszi a riboszómák munkáját. Míg a következő riboszóma befejezi a fehérjeszintézist és elhagyja az mRNS-t, mások folytatják ezt a szintézist, az RNS-molekula különböző helyein. Ilyen riboszómák együttese on
hívott poliszóma(15. ábra).

A fehérjeszintézis vége A fehérjeszintézis kezdete

Rizs. 15. A fehérjeszintézis vázlata poliszómákkal.

Az ábrán egy poliszóma öt különböző riboszómából áll.

Általában a fehérjéket a durva ER membránján szintetizálják export céljából, és a hialoplazmában a sejt szükségleteinek kielégítésére. Ha egy betegség során a riboszómák leválását a membránokról és a hialoplazmába való átmenetet észlelik, akkor ez védőreakciónak tekinthető - egyrészt a sejtek csökkentik a fehérjeexportot, és növelik a fehérjeszintézist a belső szükségletekre. Másrészt a riboszómák ilyen leválása a sejt közelgő energiahiányát jelzi, mivel a riboszómák membránokon való rögzítése és megtartása energiafelhasználást igényel, melynek fő szállítója a sejtben az ATP. Az ATP hiánya természetesen nemcsak a riboszómák leválásához vezet a membránról, hanem ahhoz is, hogy a szabad riboszómák képtelenek kapcsolódni a membránhoz. Ez a hatékony fehérjegenerátor - a durva ER - kizárásához vezet a sejt molekuláris gazdaságából. Úgy gondolják, hogy az energiahiány a sejtek anyagcseréjének súlyos megsértése, leggyakrabban az energiafüggő folyamatok aktivitásának megsértésével jár (például a mitokondriumokban).

A riboszómán három különböző hely található, amelyekhez az RNS kötődik – egy a hírvivő RNS-hez (mRNS vagy mRNS) és kettő a transzfer RNS-hez. Az első a nagy és a kis alegység érintkezési pontján található. Az utóbbi kettő közül az egyik hely a tRNS-molekulát tartja, és aminosavak között alakít ki kötéseket (peptidkötéseket), ezért nevezik P-centrumnak. A kis alegységben található. A második pedig arra szolgál, hogy az újonnan érkezett tRNS-molekulát egy aminosavval megtöltve tartsa. A-központnak hívják.

Hangsúlyozni kell, hogy a fehérjeszintézis során egyes antibiotikumok gátolhatják ezt a folyamatot (erről a transzláció ismertetésekor részletesebben is kitérünk).

Mitokondriumok.

Ezeket "a sejt energiaállomásainak" nevezik. Az eukariótákban a glikolízis, a Krebs-ciklus és más biokémiai reakciók során nagyszámú elektron és proton képződik. Egy részük különféle biokémiai reakciókban vesz részt, másik részük speciális vegyületekben halmozódik fel. Több is van. Ezek közül a legfontosabbak a NADH és a NADPH (nikotinamid-adenin-dinukleotid és nikotinamida-adenin-dinukleotid-foszfát). Ezek a vegyületek NAD és NADP formájában akceptorok - egyfajta "csapdák" az elektronok és protonok számára. Miután elektronokat és protonokat kötnek hozzájuk, NADH-vá és NADPH-vá alakulnak, és már elemi részecskék donorai. A sejt különböző részein „elkapva” részecskéket juttatnak a citoplazma különböző szakaszaiba, és biokémiai reakciók igényeinek megfelelően biztosítják az anyagcsere zavartalan lefolyását. Ugyanezek a vegyületek látják el elektronokkal és protonokkal a mitokondriumokat a citoplazmából és a mitokondriális mátrixból, ahol az elemi részecskék erőteljes generátora, a Krebs-ciklus található. A NADH és a NADPH az elektrontranszport láncba integrálódva (lásd alább) részecskéket visz át az ATP szintézisébe. Az ATP-ből nyerik az energiát minden olyan folyamathoz, amely a sejtben energiafelhasználással megy végbe.

A mitokondriumoknak két folyékony mozaik membránja van. Közöttük van a membránközi tér. A belső membrán redők - cristae (16. ábra). A cristae belső felületét gomba alakú testek tarkítják, amelyeknek száruk és fejük van.

A gomba testében az ATP szintetizálódik. A mitokondriumok belső membránjának vastagságában olyan enzimkomplexek találhatók, amelyek elektronokat adnak át a NADH 2-ből az oxigénbe. Ezeket a komplexeket ún légzési lánc vagy újraélesztési lánc

Riboszóma

A B C

Kör alakú DNS

Rizs. 16. Mitokondriumok:

A - A mitokondriumok szerveződésének általános sémája. B - a kriszta gombatestekkel rendelkező része:

1 - a mitokondriumok külső membránja; 2 - intermembrán mátrix; 3 - belső membrán; 4 - mátrix; 5 - crista; 6 - gombatestek.

elektronorr. A mozgáson keresztül uh elektronok ezen a komplexen az ATP szintézise. Az ATP az összes sejtfolyamat fő energiaszolgáltatója. A mitokondriumok a szervezet fő oxigénfogyasztói. Ezért a mitokondriumok az elsők, amelyek reagálnak az oxigénhiányra. Ez a reakció egyértelmű - az oxigénhiány (hipoxia) a mitokondriumok duzzadásához vezet, majd később a sejtek károsodnak és elpusztulnak.

Az eukarióta sejtek különböző típusai mind a mitokondriumok számában és alakjában, mind a cristae számában különböznek egymástól. Egy sejtben az organellumok mennyisége 500 és 2000 között van, az energiaigénytől függően. A bélhám aktívan működő sejtjei tehát sok mitokondriumot tartalmaznak, és a spermiumokban hálózatot alkotnak, amely a flagellum köré fonódik, energiával látva el a mozgáshoz. A magas szintű oxidatív folyamatokkal rendelkező szövetekben, például a szívizomban, a cristae száma többszöröse, mint a közönséges sejtekben. A szívizom mitokondriumaiban számuk 3-szor nagyobb, mint a máj mitokondriumaiban.

A mitokondriumok élettartamát napokban mérik (különböző sejtekben 5-20 nap). Az elavult mitokondriumok elpusztulnak, darabokra bomlanak, és a lizoszómák hasznosítják őket. Ehelyett újak keletkeznek, amelyek a meglévő mitokondriumok osztódása következtében jelennek meg.

Általában 2-10 DNS-molekula található a mitokondriális mátrixban. Ezek mitokondriális fehérjéket kódoló körkörös struktúrák. A mitokondriumok tartalmazzák a teljes fehérjeszintézis apparátust (riboszómák, mRNS, tRNS, aminosavak, transzkripciós és transzlációs enzimek). Ezért a replikáció, a transzkripció és a transzláció folyamatai a mitokondriumokban zajlanak, az mRNS érése megtörténik - feldolgozás. Ennek alapján a mitokondriumok félig autonóm egységek.

A mitokondriumok működésének lényeges mozzanata a szteroid hormonok és egyes aminosavak (glutamin) szintézise. Az elavult mitokondriumok tárolási funkciót tölthetnek be - felhalmozhatják a kiválasztási termékeket vagy felhalmozhatják a sejtbe bejutott káros anyagokat. Nyilvánvaló, hogy ezekben az esetekben a mitokondrium nem látja el fő funkcióját.

Mitokondriális funkciók:

energia tárolása ATP formájában,

letétbe helyezés,

Szintetikus (fehérjék, hormonok, aminosavak szintézise).

Egy kis történelem

A sejtet minden szervezet legkisebb szerkezeti egységének tekintik, de az is áll valamiből. Egyik alkotóeleme az endoplazmatikus retikulum. Sőt, az EPS elvileg minden sejt kötelező összetevője (kivéve néhány vírust és baktériumot). K. Porter amerikai tudós fedezte fel még 1945-ben. Ő volt az, aki észrevette a tubulusok és vakuolák rendszereit, amelyek mintegy felhalmozódtak a mag körül. Porter azt is megjegyezte, hogy az EPS méretei a különböző lények sejtjeiben, sőt ugyanazon organizmus szerveiben és szöveteiben nem hasonlítanak egymáshoz. Arra a következtetésre jutott, hogy ez egy adott sejt funkcióinak, fejlettségi fokának, valamint a differenciálódás stádiumának köszönhető. Például emberben az EPS nagyon jól fejlett a belek, a nyálkahártyák és a mellékvesék sejtjeiben.

koncepció

Az EPS tubulusokból, tubulusokból, vezikulákból és membránokból álló rendszer, amely a sejt citoplazmájában található.

Endoplazmatikus retikulum: szerkezete és funkciói

Rövid információ a sejt többi legfontosabb összetevőjéről

Citoplazma: szerkezete és funkciói

Sejtmembrán: szerkezete és funkciói

Mag: szerkezet és funkciók

Riboszómák

Ezek olyan organellumok, amelyek alapvető fehérjeszintézist biztosítanak. Elhelyezkedhetnek mind a sejt citoplazmájának szabad terében, mind más organellumokkal (például endoplazmatikus retikulummal) kombinálva. Ha a riboszómák a durva EPS membránjain helyezkednek el (a membránok külső falain lévén, a riboszómák érdességet hoznak létre) , a fehérjeszintézis hatékonysága többszörösére nő. Ezt számos tudományos kísérlet igazolta.

Golgi komplexus

Több üregből álló organoid, amelyek folyamatosan különböző méretű buborékokat választanak ki. A felhalmozódott anyagokat a sejt és a szervezet szükségleteire is felhasználják. A Golgi-komplexum és az endoplazmatikus retikulum gyakran egymás mellett helyezkednek el.

Lizoszómák

A speciális membránnal körülvett, a sejt emésztési funkcióját ellátó organellumokat lizoszómáknak nevezzük.

Mitokondriumok

Több membránnal körülvett, energiafunkciót ellátó szervszervek, amelyek az ATP molekulák szintézisét biztosítják és a kapott energiát elosztják a sejtben.

Plasztidok. A plasztidok fajtái

Kloroplasztok (fotoszintézis funkciója);

Kromoplasztok (karotinoidok felhalmozódása és megőrzése);

Leukoplasztok (keményítő felhalmozódása és tárolása).

Mozgásra tervezett organellumok

Néhány mozdulatot is végeznek (flagella, csillók, hosszú folyamatok stb.).

Sejtközpont: szerkezet és funkciók

A sejtmag, az endoplazmatikus retikulum és a Golgi-komplex sematikus ábrázolása.
(1) Sejtmag.
(2) A magmembrán pórusai.
(3) Szemcsés endoplazmatikus retikulum.
(4) Agranuláris endoplazmatikus retikulum.
(5) Riboszómák a szemcsés endoplazmatikus retikulum felszínén.
(6) Makromolekulák
(7) Szállítóhólyagok.
(8) Golgi-komplexus.
(9) Cisz-Golgi
(10) Trans-Golgi
(11) Golgi-ciszternák

A felfedezés története

Az endoplazmatikus retikulumot először C. Porter amerikai tudós fedezte fel 1945-ben elektronmikroszkóppal.

Szerkezet

Az endoplazmatikus retikulum membránnal körülvett tubulusok és zsebek kiterjedt hálózatából áll. Az endoplazmatikus retikulum membránjainak területe az összes sejtmembrán teljes területének több mint fele.

Az ER membrán morfológiailag azonos a sejtmag héjával, és egy vele. Így az endoplazmatikus retikulum üregei a magmembrán intermembrán üregébe nyílnak. Az EPS membránok számos elem aktív transzportját biztosítják koncentrációgradiens ellenében. Az endoplazmatikus retikulumot alkotó filamentumok átmérője 0,05-0,1 µm (néha akár 0,3 µm), a tubulusok falát alkotó kétrétegű membránok vastagsága körülbelül 50 angström (5 nm, 0,005 µm). Ezek a szerkezetek telítetlen foszfolipideket, valamint néhány koleszterint és szfingolipidet tartalmaznak. Fehérjéket is tartalmaznak.

A 0,1-0,3 µm átmérőjű tubulusok homogén tartalommal vannak feltöltve. Feladatuk az EPS vezikulák tartalma, a külső környezet és a sejtmag közötti kommunikáció megvalósítása.

Az endoplazmatikus retikulum nem stabil szerkezet, és gyakran változik.

Kétféle EPR létezik:

• szemcsés (durva) endoplazmatikus retikulum;
• agranuláris (sima) endoplazmatikus retikulum.

A granuláris endoplazmatikus retikulum felületén nagyszámú riboszóma található, amelyek hiányoznak az agranuláris ER felületén.

A szemcsés és agranuláris endoplazmatikus retikulum különböző funkciókat lát el a sejtben.

Az endoplazmatikus retikulum funkciói

Az endoplazmatikus retikulum részvételével a fehérjék transzlációja és transzportja, lipidek és szteroidok szintézise és transzportja történik. Az EPR-t a szintézistermékek felhalmozódása is jellemzi. Az endoplazmatikus retikulum is részt vesz egy új nukleáris membrán létrehozásában (például mitózis után). Az endoplazmatikus retikulum intracelluláris kalciumellátást tartalmaz, amely különösen az izomsejtek összehúzódásának közvetítője. Az izomrostok sejtjeiben az endoplazmatikus retikulum egy speciális formája található - szarkoplazmatikus retikulum.

Az agranuláris endoplazmatikus retikulum funkciói

Az agranuláris endoplazmatikus retikulum számos anyagcsere-folyamatban vesz részt. Ezenkívül az agranuláris endoplazmatikus retikulum fontos szerepet játszik a szénhidrát-anyagcserében, a mérgek semlegesítésében és a kalcium tárolásában. Az agranuláris endoplazmatikus retikulum enzimei különböző lipidek és foszfolipidek, zsírsavak és szteroidok szintézisében vesznek részt. Ezzel összefüggésben különösen az agranuláris endoplazmatikus retikulum dominál a mellékvese és a máj sejtjeiben.

Hormonok szintézise

Az agranuláris EPS-ben képződő hormonok közé tartoznak például a gerincesek nemi hormonjai és a mellékvesék szteroid hormonjai. A hormonszintézisért felelős here- és petefészeksejtek nagy mennyiségű agranuláris endoplazmatikus retikulumot tartalmaznak.

A szénhidrátok felhalmozódása és átalakulása

A szervezetben lévő szénhidrátok a májban raktározódnak glikogén formájában. A glikogenolízis a májban lévő glikogént glükózzá alakítja, ami kritikus folyamat a vércukorszint fenntartásában. Az egyik agranuláris EPR enzim leválaszt egy foszfocsoportot a glikogenolízis első termékéről, a glükóz-6-foszfátról, így lehetővé teszi, hogy a glükóz elhagyja a sejtet és növelje a vércukorszintet.

A mérgek semlegesítése

A májsejtek sima endoplazmatikus retikuluma aktívan részt vesz mindenféle méreg semlegesítésében. A sima EPR enzimek hidrofil gyököket kötnek a mérgező anyagok molekuláihoz, aminek következtében megnő a mérgező anyagok oldhatósága a vérben és a vizeletben, és gyorsabban ürülnek ki a szervezetből. Mérgek, kábítószerek vagy alkohol folyamatos bevitele esetén nagyobb mennyiségű agranuláris ESR képződik, ami megnöveli az azonos hatás eléréséhez szükséges hatóanyag dózist.

Az EPS szerepe kalciumraktárként

A kalciumionok koncentrációja az EPS-ben elérheti a 10 -3 mol-ot, míg a citoszolban körülbelül 10 -7 mol (nyugalmi állapotban). Az inozitol-trifoszfát és néhány más inger hatására a kalcium az ER-ből szabadul fel megkönnyített diffúzióval. A kalcium visszatérését az EPS-be az aktív transzport biztosítja. Ugyanakkor az EPS membrán biztosítja a kalciumionok aktív átvitelét a nagy értékű koncentráció gradiensekkel szemben. Mind a kalciumionok felvétele, mind felszabadulása az EPS-ben finom összefüggésben van a fiziológiai feltételekkel.

A citoszolban lévő kalciumionok koncentrációja számos intracelluláris és intercelluláris folyamatot befolyásol, így például az enzimek aktiválódását vagy inaktiválását, a génexpressziót, a neuronális szinaptikus plaszticitást, az izomsejtek összehúzódását, valamint az immunrendszer sejtjeinek antitestek felszabadulását.

Szarkoplazmatikus retikulum

Az agranuláris endoplazmatikus retikulum egy speciális formája, a szarkoplazmatikus retikulum egy EPS az izomsejtekben, amelyben