Двумембранные органеллы.

Митохондрии (греч. «митос» – нить и «хондрион» – гранула) Присутствует во всех эукариотических клетках. Размеры митохондрий от 0, 2-0, 4 до 1-7 мкм. Длина нитевидных форм достигает 15 – 20 мкм.

Количество митохондрий зависит от функции клетки. Их больше там, где интенсивнее синтетические процессы (печень) или велики затраты энергии.

Пример: в клетке печени крысы 2500 митохондрий; а в мужской половой клетке некоторых моллюсков – 20-22; митохондрий больше в грудной мышце хорошо летающих птиц, чем в грудной мышце нелетающих.

Внутри митохондрий находится полужидкий матрикс, который содержит РНК, ДНК, белки, липиды, углеводы, ферменты, АТФ и др. вещества, в матриксе имеются также рибосомы. Оболочка митохондрий состоит из двух мембран:

ü наружная мембрана – гладкая;

ü внутренняя мембрана образует выросты – кристы.

Внутренняя мембрана, ограничивающая матрикс митохондрий, образует кристы. Чем больше крист присутствует в митохондриях, тем интенсивнее протекают окислительно – восстановительные процессы.

Функции митохондрий связаны с тем, что на кристах находятся дыхательные ферменты и ферменты синтеза АТФ (АТФ-сомы). Благодаря этому митохондрии обеспечивают клеточное дыхание.

Пример: митохондрии клетки сердечной мышцы содержат втрое больше крист, чем митохондрии клетки печени. В митохондриях мышц крист очень много, в эмбриональных клетках кристы единичны.

Митохондрии называются «энергетическими станциями клетки». Здесь происходит синтез универсального источника энергии АТФ. АТФ транспортируется ко всем участкам клетке, где необходима энергия. Эта энергия заключена в молекуле АТФ, в виде макроэргических связей, и выделяется при превращении АТФ в АДФ. Последняя снова поступает в митохондрии, где в ходе восстановительных реакций переходит в АТФ.

Митохондрии тесно связаны с мембраной ЭПС, каналы которой часто открываются прямо в митохондрии. При повышенной нагрузке на орган и усилении синтетических процессов контакты между митохондриями и ЭПС становятся особенно многочисленными.

Число митохондрий может увеличиваться путем деления. Способность митохондрий к размножению обусловлена присутствием в них молекулы ДНК, напоминающей кольцевую хромосому бактерий. Митохондрии могут менять форму; могут быть спиральными, округлыми, вытянутыми, чашевидными и т.д.

Функции митохондрий:

1) осуществление синтеза АТФ;

2) в митохондриях протекает кислородный этап энергетического обмена.

3) осуществление синтеза белков. Митохондрии обладают автономной системой синтеза белка, т.е. имеют свою специфическую ДНК, митохондриальную РНК и свои рибосомы;

4) расщепление углеводов и жирных кислот, причем, на наружной мембране и в окружающей ее гиалоплазме идут процессы анаэробного окисления (гликолиз), а на внутренней мембране митохондрий происходят превращения в цикле трикарбоновых кислот и каскадный перенос электронов на кислород.

Пластиды – двумембранные органоиды, присутствующие в растительных клетках.В зависимости от содержания пигмента различают несколько видов пластид:

ü хлоропласты (зеленые пластиды);

ü хромопласты (желтые и оранжевые пластиды);

ü лейкопласты (бесцветные пластиды).

Хлоропласты осуществляют фотосинтез, ограничены двумя мембранами. Внешняя мембрана пластиды имеет гладкую поверхность, а внутренняя образует выросты – тилакоиды (наиболее развиты в хлоропластах). В мембране тилакоидов локализованы пигменты фотосинтеза, из которых наиболее важным является хлорофилл (зеленый). Есть также желто – оранжевые (ксантофилл и каротин) и др.

Уложенные в стопки тилакоиды образуют граны. Число тилакоидов в 1 гране от нескольких единиц до 50 и более. В состав граны, кроме замкнутых дисков тилакоидов, входят участки ламелл (плоские мембранные структуры, лежащие параллельно друг другу и связанные между собой). Отдельные граны хлоропласта связаны между собой ламеллами стромы. Число гран в хлоропластах может достигать 40 – 60.

На внутренней мембране хлоропласта осуществляются световые реакции фотосинтеза (восприятие света хлорофиллом, синтез АТФ, фотолиз воды, сопровождающиеся выделением кислорода).

Внутреннее содержимое хлоропласта называется стромой, в строме осуществляются темновые реакции фотосинтеза – синтез глюкозы из углекислого газа и воды. В строме хлоропласта находятся кольцевые молекулы ДНК, рибосомы, РНК, различные ферменты.

Пластиды, как и митохондрии, способны к синтезу собственных белков. Они относятся к полуавтономным органеллам. Хлоропласты способны к делению.

Хлоропласты образуются из пропластид - мельчайших бесцветных недифференцированныхных телец, обнаруженных в спорах, яйцеклетках, эмбриональных клетках.

Хромопласты – окрашенные пластиды, в фотосинтезе не участвуют. Содержат различные пигменты, обусловливающие яркую окраску цветков и плодов, что способствует привлечению насекомых - опылителей цветов. Хромопласты образуются из хлоропластов или реже из лейкопластов (в моркови). Хлоропласт теряет хлорофилл и внутреннюю мембранную структуру и накапливают каратиноиды. Эти явления происходят при созревании плодов.

Лейкопласты – бесцветны, не содержат пигментов, приспособлены для хранения запасов питательных веществ, например крахмала (аминопласты); липидов (элайопласты); белков (протеинопласты). Лейкопластов особенно много в корнях, семенах, корневищах и они отличаются от хлоропластов тем, что содержат мало ламелл, но под влиянием света способны образовывать тилакоидные структуры и приобретать зеленую окраску. Пластиды могут переходить друг в друга. Пример: картофель (морковь) может позеленеть, если его хранить на свету.

Содержат ДНК и РНК, и размножаются делением надвое. Формы и размеры хлоропласт очень разнообразны. Чаще - это овальные тельца длиной 510 мкм и 2 – 3 мкм в диаметре. В зависимости от степени освещенности хлоропласты способны перемещаться в толще цитоплазмы, таким образом, чтобы слабый свет воздействовал на возможно большую фотосинтезирующую поверхность (усиление фотосинтеза), а сильный - на минимальную (защита от разрушительного действия прямых солнечных лучей). В последнем случае хлоропласты располагаются вдоль клеточных стенок, параллельно световому потоку.