Мембранный принцип организации поверхности цитоплазмы и органелл клетки. Функции мембран. Аппарат Гольджи, рибосомы, пероксисомы, лизосомы и митохондрии.

Мембраны обеспечивают в клетке принцип компартментации — клетка оказывается поделенной на зоны, каждая из которых играет свою роль в жизни клетки. В то же время деятельность отдельных компартментов взаимосвязана и интегрирована, и это тоже является функцией мембран. Большая часть клеточных мембран генетически связана друг с другом, то есть возникает друг от друга или служит продолжением друг друга. В то же время такие органеллы, как хлоропласты и митохондрии, образуются в клетке путем деления. Их мембраны, по-видимому, не связаны в своем происхождении с другими. Мембраны имеют трехслойное строение. Основу составляет двойной слой липидов, обращенных к друг другу гидрофобными концами, а с двух сторон располагаются белки. На поверхности мембран располагаются различные рецепторы, они принимают участие во всех жизненных процессах.

Значение мембран трудно переоценить. С их помощью в клетке осуществляются важнейшие принципы экономичности, скорости, направленности и сопряженности всех процессов.

1. Мембраны — это пограничные структуры, обеспечивающие диалектическое единство разделения и связи клеточных компонентов.

2. С помощью мембран поддерживается гомеостаз — постоянство среды в каждом компартменте клетки.

3. Через мембраны происходит обмен веществ, энергии и информации между клеткой и окружающей средой.

4. Мембраны связаны с важнейшими биохимическими процессами, так как в них локализованы ферменты, осуществляющие синтез, гидролиз, окисление, перенос и т. д.

5. На мембранах хлоропластов и митохондрий происходят сложные процессы биоэнергетики (фотосинтетическое и окислительное фосфорилирование), снабжающие клетку энергией.

6. Мембраны выполняют рецепторную функцию, воспринимая внешние раздражения и передавая сигналы о них организму в целом.

Аппарат Гольджн. В растительных клетках аппарат Гольд-жи (АГ) представлен диктиосомами, везикулами и межцистер-ными образованиями. Уплощенные цистерны — диктиосомы расположены пачками по несколько штук. Они ограничены мембраной толщиной 7 — 8 нм. На регенерационном полюсе АГ происходит новообразование диктиосом из мембран гладкого ЭР. На секреторном полюсе формируются секреторные пузырьки (везикулы). В клетке растений содержатся от нескольких до сотен АГ. В диктиосомах АГ образуются гликопротеины и гликолипиды и осуществляется накопление и мембранная «упаковка» соединений, необходимых для синтеза полимеров клеточной стенки и различных растительных слизей. С помощью везикул Гольджи углеводные компоненты доставляются к плазмалемме. Мембрана пузырьков встраивается в плазмалемму, способствуя ее росту и обновлению. Секретируемые вещества оказываются в клеточной стенке. Мембраны АГ являются связующим звеном между мембранами ЭР и плазмалеммой.

Рибосомы. Рибосомы осуществляют синтез белков — трансляцию матричной, или информационной, РНК (мРНК). Каждая рибосома состоит из двух нуклеопротеиновых субъединиц. В цитоплазме растительных клеток находятся 80s рибосомы, состоящие из 40 и 60s субъединиц, в хлоропластах — 70s рибосомы, а в митохондриях — 78 — 80 s рибосомы, отличные от цитоплазматических и хлоропластных. Субъединицы рибосом, образованные в ядрышке, поступают в цитоплазму, где происходит сборка рибосом на молекуле мРНК.

Рибосомы в цитоплазме могут быть свободными, прикрепленными к мембранам эндоплазматического ретикулума, к наружной мембране ядерной оболочки либо образуют полирибосомные (полисомные)