Kas bendro tarp supuvusio obuolio ir buožgalvio? Vaisių puvimo procesas ir buožgalvio pavertimo varle procesas yra susijęs su tuo pačiu reiškiniu – autolize. Jį valdo unikalios ląstelių struktūros – lizosomos. Mažytės lizosomos, kurių dydis svyruoja nuo 0,2 iki 0,4 mikrono, sunaikina ne tik kitus organelius, bet net ištisus audinius ir organus. Juose yra nuo 40 iki 60 skirtingų lizuojančių fermentų, kurių veikiami audiniai tiesiogine prasme tirpsta mūsų akyse. Mūsų pamokoje sužinosite apie mūsų vidinių biocheminių laboratorijų struktūrą ir funkcijas: lizosomas, Golgi aparatą ir endoplazminį tinklą. Taip pat kalbėsime apie ląstelių inkliuzus – ypatingą ląstelių struktūrų tipą.
Tema: Citologijos pagrindai
Pamoka: Ląstelių struktūra. Endoplazminis tinklas. Golgi kompleksas.
Lizosomos. Ląstelių inkliuzai
Tęsiame ląstelių organelių tyrimą.
Visos organelės yra suskirstytos į membrana Ir ne membraninis.
Ne membrana Ankstesnėje pamokoje nagrinėjome organelius, prisiminkime, kad tai apima ribosomas, ląstelių centrą ir judėjimo organelius.
Tarp membrana išskiriamos organelės viena membrana Ir dviguba membrana.
Šioje kurso dalyje apžvelgsime viena membrana organoidai: endoplazminis tinklas, Golgi aparatas Ir lizosomos.
Be to, mes apsvarstysime įtraukimas- nenuolatiniai ląstelių dariniai, kurie atsiranda ir išnyksta ląstelės gyvavimo metu.
Endoplazminis tinklas
Vienas iš svarbiausių atradimų, atliktų naudojant elektroninį mikroskopą, buvo sudėtingos membranos sistemos, prasiskverbiančios per visų eukariotinių ląstelių citoplazmą, atradimas. Šis membranų tinklas vėliau buvo vadinamas ER (endoplazminiu tinkleliu) (1 pav.) arba ER (endoplazminiu tinklu). ER yra vamzdelių ir ertmių, prasiskverbiančių į ląstelės citoplazmą, sistema.
Ryžiai. 1. Endoplazminis tinklas
Kairėje - tarp kitų ląstelių organelių. Dešinėje – atskirai paryškinta
EPS membranos(2 pav.) turi tokią pat struktūrą kaip ir ląstelės arba plazminės membranos (plazmalemos). ER užima iki 50% ląstelės tūrio. Jis niekur nenutrūksta ir neatsidaro į citoplazmą.
Išskirti sklandus EPS Ir grubus, arba granuliuotas EPS(2 pav.). Ant vidinių membranų grubus XPS Ribosomos yra išsidėsčiusios – čia vyksta baltymų sintezė.
Ryžiai. 2. EPS rūšys
Grubus ER (kairėje) perneša ribosomas ant savo membranų ir yra atsakingas už baltymų sintezę ląstelėje. Smooth ER (dešinėje) neturi ribosomų ir yra atsakingas už angliavandenių ir lipidų sintezę.
Ant paviršiaus sklandus EPS(2 pav.) vyksta angliavandenių ir lipidų sintezė. Ant EPS membranų susintetintos medžiagos perkeliamos į kanalėlius ir vežamos į paskirties vietą, kur nusodinamos arba naudojamos biocheminiuose procesuose.
Grubus ER geriau išvystytas ląstelėse, kurios sintezuoja baltymus organizmo poreikiams, pavyzdžiui, žmogaus endokrininės sistemos baltyminius hormonus. O sklandžiai ER yra tose ląstelėse, kurios sintetina cukrų ir lipidus.
Kalcio jonai kaupiasi sklandžiajame ER (svarbu reguliuoti visas ląstelių funkcijas ir visą organizmą).
Struktūra šiandien žinoma kaip kompleksas arba Golgi aparatas (AG)(3 pav.), pirmą kartą 1898 m. atrado italų mokslininkas Camillo Golgi ().
Išsamiai ištirti Golgi komplekso struktūrą buvo galima daug vėliau naudojant elektroninį mikroskopą. Ši struktūra yra beveik visose eukariotinėse ląstelėse ir yra suplotų membraninių maišelių, vadinamųjų, šūsnis. cisternos ir su ja vadinama burbulų sistema Golgi pūslelės.
Ryžiai. 3. Golgi kompleksas
Kairėje - ląstelėje, tarp kitų organelių.
Dešinėje yra Golgi kompleksas su nuo jo atsiskiriančiomis membraninėmis pūslelėmis.
Ląstelės sintetinamos medžiagos, t.y. baltymai, angliavandeniai, lipidai, kaupiasi viduląstelinėse cisternose.
Tose pačiose talpyklose medžiagos atkeliauja iš EPS, toliau vyksta biocheminiai virsmai, supakuojami į membranos pūslelės ir pristatomi į tas kameros vietas, kur jų reikia. Jie dalyvauja užbaigime ląstelės membrana arba išsiskirti ( išskiriamas) iš ląstelės.
Golgi kompleksas pastatytas iš membranų ir esantis šalia EPS, bet nebendrauja su jo kanalais.
Visos medžiagos, susintetintos EPS membranos(2 pav.), perkeliami į Golgi kompleksas V membranos pūslelės, kurie pumpuojasi iš ER ir susilieja su Golgi kompleksu, kur vyksta tolesni pokyčiai.
Viena iš funkcijų Golgi kompleksas- membranų surinkimas. Medžiagos, sudarančios membranas - baltymai ir lipidai, kaip jau žinote, patenka į Golgi kompleksą iš ER.
Komplekso ertmėse surenkamos membranų pjūviai, iš kurių susidaro specialios membranos pūslelės (4 pav.) jos juda į tas vietas, kur būtinas membranos užbaigimas.
Ryžiai. 4. Golgi komplekso membranų sintezė ląstelėje (žr. vaizdo įrašą)
Golgi kompleksas sintezuoja beveik visus polisacharidus, reikalingus augalų ir grybelių ląstelių sienelei sukurti. Čia jie supakuojami į membranines pūsleles, patenka į ląstelės sienelę ir su ja susilieja.
Taigi pagrindinės Golgi komplekso (aparato) funkcijos yra EPS sintezuojamų medžiagų cheminis transformavimas, polisacharidų sintezė, organinių medžiagų pakavimas ir transportavimas ląstelėje, lizosomų formavimas.
Lizosomos(5 pav.) yra daugumoje eukariotinių organizmų, tačiau ypač daug jų yra ląstelėse, kurios gali fagocitozė. Jie yra vienos membranos maišeliai, užpildyti hidroliziniais arba virškinimo fermentais, pvz lipazės, proteazės ir nukleazės t.y. fermentai, skaidantys riebalus, baltymus ir nukleino rūgštis.
Ryžiai. 5. Lizosoma – membraninė pūslelė, turinti hidrolizinių fermentų
Lizosomų turinys yra rūgštus – jų fermentai turi žemą pH optimalumą. Lizosomų membranos išskiria hidrolizinius fermentus, neleisdamos jiems sunaikinti kitų ląstelių komponentų. Gyvūnų ląstelėse lizosomos yra apvalios formos, jų skersmuo yra nuo 0,2 iki 0,4 mikrono.
Augalų ląstelėse lizosomų funkciją atlieka didelės vakuolės. Kai kuriose augalų ląstelėse, ypač mirštančiose, galite pamatyti mažus kūnelius, primenančius lizosomas.
Medžiagų sankaupa, kurią ląstelė deponuoja, naudoja savo reikmėms arba kaupia išleisti į lauką, vadinama. ląstelių inkliuzai.
Tarp jų krakmolo grūdeliai(augalinės kilmės atsarginis angliavandenis) arba glikogeno(gyvūninės kilmės angliavandenių atsargos), riebalų lašai, ir taip pat baltymų granulės.
Šios rezervinės maistinės medžiagos laisvai išsidėsto citoplazmoje ir nėra nuo jos atskirtos membrana.
EPS funkcijos
Viena iš svarbiausių EPS funkcijų yra lipidų sintezė. Todėl EPS dažniausiai būna tose ląstelėse, kuriose šis procesas vyksta intensyviai.
Kaip vyksta lipidų sintezė? Gyvūnų ląstelėse lipidai sintetinami iš riebalų rūgščių ir glicerolio, kurie gaunami su maistu (augalų ląstelėse jie sintetinami iš gliukozės). ER susintetinti lipidai perkeliami į Golgi kompleksą, kur „brandina“.
EPS yra antinksčių žievės ląstelėse ir lytinėse liaukose, nes čia sintetinami steroidai, o steroidai yra lipidiniai hormonai. Steroidai apima vyrišką hormoną testosteroną ir moterišką hormoną estradiolį.
Kita EPS funkcija – dalyvavimas procesuose detoksikacija. Kepenų ląstelėse šiurkštus ir lygus EPS dalyvauja kenksmingų medžiagų, patenkančių į organizmą, neutralizavimo procesuose. EPS pašalina nuodus iš mūsų kūno.
Raumenų ląstelėse yra specialių EPS formų - sarkoplazminis tinklas. Sarkoplazminis tinklas yra endoplazminio tinklo tipas, esantis dryžuotame raumeniniame audinyje. Pagrindinė jo funkcija yra kalcio jonų saugojimas ir jų įvedimas į sarkoplazmą – miofibrilių aplinką.
Golgi komplekso sekrecinė funkcija
Golgi komplekso funkcija yra medžiagų transportavimas ir cheminis modifikavimas. Tai ypač akivaizdu sekrecinėse ląstelėse.
Pavyzdys yra kasos ląstelės, kurios sintezuoja kasos sulčių fermentus, kurie vėliau patenka į liaukos lataką, kuris atsiveria į dvylikapirštę žarną.
Pradinis fermentų substratas yra baltymai, kurie patenka į Golgi kompleksą iš ER. Čia su jais vyksta biocheminiai virsmai, jie sukoncentruojami, supakuojami į membranines pūsleles ir pereina į sekrecinės ląstelės plazminę membraną. Tada jie išsiskiria per egzocitozę.
Kasos fermentai išskiriami neaktyvia forma, kad nesunaikintų ląstelės, kurioje jie gaminami. Neaktyvi fermento forma vadinama profermentas arba fermentas. Pavyzdžiui, fermentas tripsinas susidaro neaktyvioje formoje kaip tripsinogenas kasoje ir pereina į aktyvią formą – tripsiną žarnyne.
Golgi kompleksas taip pat sintetina svarbų glikoproteiną - mucinas. Muciną sintetina epitelio taurinės ląstelės, virškinamojo trakto gleivinė ir kvėpavimo takai. Mucinas tarnauja kaip barjeras, apsaugantis epitelio ląsteles, esančias apačioje, nuo įvairių pažeidimų, pirmiausia mechaninių.
Virškinamajame trakte šios gleivės apsaugo gležną epitelio ląstelių paviršių nuo grubaus boliuso maisto poveikio. Kvėpavimo takuose ir virškinamajame trakte mucinas apsaugo mūsų organizmą nuo patogenų – bakterijų ir virusų – prasiskverbimo.
Augalų šaknų galiuko ląstelėse Golgi kompleksas išskiria mukopolisacharidines gleives, kurios palengvina šaknies judėjimą dirvoje.
Vabzdžiaėdžių augalų, saulėgrąžų ir sviestmedžių lapų liaukose (6 pav.) Golgi aparatas gamina lipnias gleives ir fermentus, kuriais šie augalai gaudo ir virškina grobį.
Ryžiai. 6. Lipnūs vabzdžiaėdžių augalų lapai
Augalų ląstelėse Golgi kompleksas taip pat dalyvauja formuojant dervas, dervas ir vaškus.
Autolizė
Autolizė yra savęs naikinimas ląstelės, susidarančios išleidus turinį lizosomos ląstelės viduje.
Dėl šios priežasties lizosomos juokais vadinamos „savižudybės instrumentais“. Autolizė yra normalus ontogenezės reiškinys, jis gali išplisti tiek į atskiras ląsteles, tiek į visą audinį ar organą, kaip vyksta buožgalvio uodegos rezorbcijos metu metamorfozės metu, t.y., kai buožgalvis virsta varle (7 pav.).
Ryžiai. 7. Varlės uodegos rezorbcija dėl autolizės ontogenezės metu
Autolizė vyksta raumeniniame audinyje, kuris ilgą laiką neveikia.
Be to, po mirties ląstelėse stebima autolizė, todėl būtų galima pamatyti, kaip maistas pats genda, jei jis nebuvo užšaldytas.
Taigi ištyrėme pagrindinius vienos membranos ląstelės organelius: ER, Golgi kompleksą ir lizosomas, išsiaiškinome jų funkcijas atskiros ląstelės ir viso organizmo gyvybės procesuose. Nustatytas ryšys tarp medžiagų sintezės ER, jų transportavimo membraninėse pūslelėse į Golgi kompleksą, Golgi komplekse esančių medžiagų „brendimo“ ir jų išsiskyrimo iš ląstelės naudojant membranines pūsleles, įskaitant lizosomas. Taip pat kalbėjome apie inkliuzus – nestabilias ląstelių struktūras, kurios yra organinių medžiagų (krakmolo, glikogeno, aliejaus lašelių ar baltymų granulių) sankaupos. Iš tekste pateiktų pavyzdžių galime daryti išvadą, kad gyvybiniai procesai, vykstantys ląstelių lygmenyje, atsispindi viso organizmo veikloje (hormonų sintezė, autolizė, maisto medžiagų kaupimasis).
Namų darbai
1. Kas yra organelės? Kuo organelės skiriasi nuo ląstelių inkliuzų?
2. Kokios organelių grupės yra gyvūnų ir augalų ląstelėse?
3. Kurios organelės priskiriamos vienamembranėms?
4. Kokias funkcijas EPS atlieka gyvų organizmų ląstelėse? Kokie EPS tipai yra? Su kuo tai susiję?
5. Kas yra Golgi kompleksas (aparatas)? Iš ko jis susideda? Kokios jo funkcijos ląstelėje?
6. Kas yra lizosomos? Kam jie skirti? Kuriose mūsų kūno ląstelėse jos aktyviai funkcionuoja?
7. Kaip ER, Golgi kompleksas ir lizosomos yra tarpusavyje susiję?
8. Kas yra autolizė? Kada ir kur tai vyksta?
9. Su draugais aptarkite autolizės fenomeną. Kokia jo biologinė reikšmė ontogenezėje?
2. „YouTube“ ().
3. Biologija 11 kl. Bendroji biologija. Profilio lygis / V. B. Zacharovas, S. G. Mamontovas, N. I. Soninas ir kiti – 5 leid., stereotipas. - Bustard, 2010. - 388 p.
4. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Biologija 10-11 kl. Bendroji biologija. Bazinis lygis. - 6 leidimas, pridėti. - Bustard, 2010. - 384 p.
Citoplazma apima skystą ląstelės turinį arba hialoplazmą ir organelius. Plazminę membraną sudaro 80-90% vandens. Tankioje liekanoje yra įvairių elektrolitų ir organinių medžiagų. Medžiagos kiekio ir fermentų koncentracijos požiūriu hialoplazmą galima suskirstyti į centrinę ir periferinę. Fermentų kiekis periferinėje hialoplazmoje yra daug didesnis, be to, joje yra didesnė jonų koncentracija. Hialoplazmą daugiausia suskirsto ploni siūlai. Nors visi kiti COCA komponentai atlieka struktūrinę funkciją. Kai kurios organelės, pavyzdžiui, ribosomos, mitochondrijos ir ląstelių centras sąveikauja su fibrilinėmis struktūromis, todėl galime sakyti, kad visa citoplazma yra struktūriškai organizuota. Ląstelių organelės skirstomos į membranines ir nemembranines. Membraninės organelės apima: Golgi kompleksą, ER, lizosomas, peroksisomas. Prie nemembraninių organelių priklauso: ląstelės centras, ribosomos (prokariotuose tarp organelių yra tik ribosomos).
E.P.S.
Tai struktūriškai vieninga membranų sistema, prasiskverbianti per visą ląstelę ir kuri, kaip manoma, pirmoji susiformavo formuojantis eukariotinei ląstelei. Įvyko plazmalemos egzocitozė, ir tokios ląstelės gavo tam tikrą pranašumą, nes atsirado skyrius, kuriame gali būti vykdomi tam tikri fermentiniai procesai, būtent EPS ertmė. Funkciniu požiūriu EPS galima suskirstyti į 3 dalis:
grubus arba granuliuotas EPS. Jį vaizduoja suplotos membranos cisternos, ant kurių yra ribosomos.
tarpinis ER, taip pat vaizduojamas plokščiomis cisternomis, tačiau ribosomos ant jų nėra
Sklandų ER pavaizduoja šakotų anostomizuojančių membraninių vamzdelių tinklas. Ant membranos nėra ribosomų.
ŠEPS funkcijos.
Pagrindinė funkcija yra susijusi su baltymų sinteze ir segregacija. Tai daugiausia lemia tai, kad membranoje yra specialūs baltymai riboforinai, su kuriais gali sąveikauti dauguma ribosomų. Tai. ER membranoje gali pailgėti ir nutrūkti baltymų sintezė. Kai kuriais atvejais ribosomos, kuriose vyksta baltymų sintezė hialoplazmoje, jos neužbaigia ir patenka į vadinamąją transliacijos pauzę, tada specialių švartavimosi baltymų pagalba tokios ribosomos prisitvirtina prie shEPS membranos ir išeina iš transliacijos pauzės; baltymų sintezės užbaigimas. Be riboforinų, ant shEPS membranos susidaro specialus vientisų baltymų kompleksas, kuris vadinamas translokacijos kompleksu. Jis dalyvauja pernešant tam tikrus baltymus per shEPS membraną į jos ertmę. Visi baltymai, kurie sintetinami EPS ribosomose, gali būti suskirstyti į dvi grupes:
baltymų, kurie patenka į PAK ir heloplazmą
baltymai, kurie patenka į ER ertmę ir kurių gale yra speciali peptidų seka, ją atpažįsta translokacijos komplekso receptoriai ir atskiriami baltymui pereinant per translokacijos kompleksą.
Pirmasis sigigacijos etapas vyksta ant shEPS membranos. ŠEPS ertmėje baltymai išsiskiria į du srautus:
paties EPS baltymai, pavyzdžiui, riboforinai, translokacijos komplekso baltymai, receptoriai, fermentai. Šie baltymai turi specialų aminorūgščių sulaikymo signalą ir yra vadinami nuolatiniais baltymais.
baltymai, kurie išsiskiria iš shEPS ertmės į tarpinį EPS, neturi vėlavimo signalo ir vis dar yra glikozilinti shEPS ertmėje. Tokie baltymai vadinami tranzitiniais baltymais.
Tarpinės EPS membranos vidinėje pusėje yra receptoriai, atpažįstantys angliavandenilio signalinę dalį. Dėl egzocitozės tarpinėje EPS susidaro membraninės pūslelės, kuriose yra glikozilinti baltymai ir juos atpažįstantys receptoriai. Šios pūslelės nukreiptos į Golgi kompleksą.
Be baltymų sintezės ir atskyrimo, galutiniai kai kurių membraninių lipidų sintezės etapai atliekami šEPS.
Tarpinio EPS funkcijos.
Tai apima membraninių pūslelių formavimąsi naudojant į klatriną panašius baltymus. Šie baltymai labai padidina egzocitozės greitį.
Sklandaus EPS funkcijos.
Ant GEPS membranos yra fermentų, kurie sintetina beveik visus ląstelių lipidus. Tai visų pirma taikoma fosfolipidams ir keramidui. Be to, fermentai, dalyvaujantys cholesterolio, kuris savo ruožtu yra steroidinių hormonų pirmtakas, sintezėje, yra lokalizuoti sklandžiai ER. Cholesterolą daugiausia sintetina hepatocitai, todėl sergant įvairiais virusiniais hepatitais stebima hipocholesteremija. Rezultatas – anemija, nes pažeidžiamos raudonųjų kraujo kūnelių membranos. Kai kuriose ląstelėse, pavyzdžiui, antinksčiuose ir lytinėse liaukose, sintetinami steroidiniai hormonai, o antinksčiuose pirmiausia sintezuojami moteriški lytiniai hormonai, o vėliau jų pagrindu – vyriški lytiniai hormonai.
kalcio nusėdimas ir Ca koncentracijos reguliavimas hialoplazmoje. Šią funkciją lemia tai, kad ant gEDS vamzdelių membranos yra Ca nešikliai, o gEDS ertmėje yra Ca surišantys baltymai. Dėl aktyvaus pernešimo Ca2 siurblio pagalba jis pumpuojamas į ER ertmę ir jungiasi su baltymais. Sumažėjus Ca koncentracijai ląstelėje, Ca pasyviuoju transportu pašalinamas į hialoplazmą. Ši funkcija ypač išvystyta raumenų ląstelėse, pavyzdžiui, kardiomiocituose. Ca pernešimą gali sukelti suaktyvėjusi fosfolipazės sistema. Kalcio kiekio reguliavimas ląstelėje ypač svarbus kalcio pertekliaus sąlygomis. Esant Ca pertekliui, galima nuo Ca priklausoma apoptozė. Todėl ER membranoje yra baltymas, kuris neleidžia apoptozei
detoksikacija. Ją daugiausia atlieka kepenų ląstelės, kurios iš žarnyno gauna vaistus ir įvairias toksines medžiagas. Kepenų ląstelėse, naudojant specifines oksidoreduktazes, toksiškos hidrofobinės medžiagos paverčiamos netoksiškomis hidrofobinėmis medžiagomis
sklandžiai ER dalyvauja angliavandenių apykaitoje. Ši funkcija ypač būdinga kepenų ląstelėms, raumenų ląstelėms ir žarnyno ląstelėms. Šiose ląstelėse fermentas gliukozės-6-fosfatazė yra lokalizuotas ant gED membranos, kuri gali atskirti fosfato likučius nuo gliukozės. Gliukozė į kraują gali išsiskirti tik po defosforilinimo su paveldimais šio fermento defektais, stebima Gierke liga. Šiai ligai būdingas glikogeno pertekliaus kaupimasis kepenyse ir inkstuose, taip pat hipoglikemija. Be to, susidaro didelis kiekis pieno rūgšties, dėl kurios išsivysto acidozė.
GOLGI KOMPLEKSAS.
Universali Golgi komplekso funkcija yra ta, kad jis dalyvauja:
PAK komponentų susidarymas
sekrecinių granulių susidarymas
lizosomų susidarymas
Golgi komplekse stebima baltymų, kurie čia pernešami iš ER, segregacija. (Patys Golgi komplekso baltymai sintetinami ant ribosomų, kurios yra lokalizuotos visai šalia komplekso. Šie baltymai turi signalinę seką ir per translokacijos kompleksą yra pernešami į Golgi komplekso ertmę.)
Iš EPS kylantys membranos burbuliukai susilieja su gelbėjimo baku. Gelbėjimo bakas atlieka receptorių grąžinimo ir baltymų prisišvartavimo į EPS funkciją. Baltymai iš gelbėjimo cisternos perkeliami į gretimą cis skyriaus cisterną. Čia vyksta baltymų segregacija į du srautus. Kai kurie baltymai yra fosforilinami dėl specialaus fermento fosfoglikozidazės, t.y. Fosfolilinimas vyksta angliavandenių dalyje. Po to baltymai patenka į medialinę sekciją, kur vyksta įvairios cheminės modifikacijos: glikozilinimas, acetilinimas, sialilinimas, po to baltymai patenka į trans sekciją, kur galimos tolimesnės baltymų dalinės proteolizės, o po to patenka baltymai paskirstymo skyrius yra suskirstytas į tris srautus:
pastovus arba konstitucinis baltymų srautas į PAK, dėl kurio atsinaujina plazmalemos ir glikokalikso komponentai
sekrecinių granulių srautas. Jie gali likti šalia Golgi komplekso arba po plazmalema, tai yra vadinamoji indukuojama egzocitozė.
šio srauto pagalba iš Golgi komplekso pašalinamos membraninės pūslelės su fosfolilintais baltymais. Tai vadinamųjų pirminių lizosomų, kurios vėliau dalyvauja faginiuose ląstelės cikluose, srautas. Be to, Golgi komplekse vyksta glikozaminoglikanų sintezė, sintezuojama daug glikoproteinų ir glikolipidų, įvyksta galutinė sfingolipidų sintezė, kondensuojasi ištirpusios medžiagos.
LIZOSOMOS.
Tai universalios eukariotinės ląstelės organelės, kurias vaizduoja 0,4 μm skersmens membranos pūslelės, kurios dalyvauja aprūpinant ląstelę hidrolizės reakcijomis. Visos lizosomos turi matricą, susidedančią iš mukopolisacharidų, prie kurių yra lokalizuotos neaktyvios hidrolazės. Hidrolazių slopinimas vykdomas dėl jų glikozilinimo EPS, dėl fosforilinimo Golgi komplekse, dėl to, kad matricos pH neatitinka hidrolizės reakcijų. Lizosomų funkcijos realizuojamos dviem faginiais ciklais:
autofaginis ciklas
heterofagijos ciklas
Autofagijos ciklas.
Naudodami šią kilpą galite:
suardo senus ląstelių komponentus (mitochondrijas), praradusius funkcinį aktyvumą. Taip užtikrinamas fiziologinis ląstelės atsinaujinimas ir galimybė egzistuoti daug ilgiau nei bet kuri jos struktūra
skaidyti ląstelėje sukauptas maistines medžiagas
suskaidyti sekrecinių granulių perteklių.
Tai. Autofaginis ciklas aprūpina ląstelę monomerais, kurie yra būtini naujų ląstelei būdingų biopolimerų sintezei. Kai kuriais atvejais, kai nėra ląstelės egzogeninės mitybos, ji tampa vieninteliu monomerų šaltiniu, t.y. ląstelė pereina prie egzogeninės mitybos. Ilgai badaujant, tai sukelia ląstelių lizę. Yra 2 autofaginio ciklo tipai:
makroautofagija arba tipinė autofagija. Jis prasideda nuo membraninių pūslelių susidarymo, kurie apgaubia seną ląstelės organelę. Ši pūslelė vadinama autofagosoma. Pirminė lizosoma, susidariusi Golgi komplekse ir turinti neaktyvių hidrolazių, susilieja su autofagosoma. Lydymosi procesas suaktyvina protolio siurblius arba siurblius antrinės lizosomos membranoje. Protonai pumpuojami į lizosomą, o tai lemia Ph poslinkį, membranoje suaktyvinamas fermentas rūgštinė fosfatazė, kuri atskiria fosfato likučius nuo hidrolazių. Hidrolazės tampa aktyvios ir pradeda atskirti sudėtingas molekules, o monomerai patenka į citoplazmą. Autofagasomos ir pirminės lizosomos gali susilieti su antrine lizosoma tol, kol hidrolazės praranda savo aktyvumą, o antrinės lizosomos virsta telolizosomomis. Telolizosomos arba pašalinamos iš ląstelės, arba joje kaupiasi.
mikroautofagija. Tokiu atveju skaidomos medžiagos į pirminę lizosomą patenka ne autofaginės pūslelės pavidalu, o tiesiai per lizosomos membraną. Tokiu atveju stebimas tam tikrų pirminės lizosomos baltymų fosforilinimas.
Patologijos. Patologijos priežastys gali būti pirminės lizosomos membranos destabilizacija. Vyksta didžiulis hidrolazių išsiskyrimas į citoplazmą ir nekontroliuojamas ląstelių komponentų skilimas. Tokios destabilizuojančios medžiagos yra jonizuojanti spinduliuotė, tam tikrų grybų toksinai, vitaminai A, D, E, intensyvus fizinis aktyvumas, hiper- ir hipotermija. Streso veiksniai sukelia tokį hidrolazių išsiskyrimą, nes Jis pradeda veikti kūno ląsteles padidindamas adrenalino kiekį, kuris destabilizuoja membraną. Galimi lizosomų membranos superstabilizavimo variantai. Šiuo atveju lizosomos negali patekti į faginį ciklą. Sutrikus lizosomų fermentų struktūrai, stebimos įvairios ligos, kurios dažniausiai baigiasi organizmo mirtimi. Jei Golgi komplekso baltymai nėra fosforilinti, hidrolazės randamos ne pirminėse lizosomose, o sekreciniuose srautuose, kurie pašalinami iš ląstelės. Viena iš patologijų – Y-ląstelių liga, būdinga fibroblastams, jungiamojo audinio ląstelėms. Ten lizosomose nėra hidrolazių. Jie išsiskiria į kraujo plazmą. Fibroblastuose kaupiasi įvairios medžiagos, dėl kurių išsivysto kaupimosi liga (Tay-Sachs sindromas). Neuronuose kaupiasi didelis kiekis kompleksinių angliavandenių – glikozidų, o lizosomos užima labai didelį tūrį. Vaikas praranda emocionalumą, nustoja šypsotis, nustoja atpažinti tėvus, atsilieka psichomotorinėje raidoje, praranda regėjimą ir miršta iki 4-5 metų. Laikymo ligos gali būti susijusios su patologiniu lizosomų fermentų vystymusi, tačiau dažniausiai baigiasi mirtimi. Galimi normalios ląstelių lizės variantai autofaginio ciklo metu. Tai daugiausia susiję su ląstelių lize skirtinguose organizmuose embriono vystymosi metu. Žmonėms tarp pirštų esančios membranos vyksta autolizė. Buožgalvio uodega vyksta autolizė. Vabzdžiai su visiška metamorfoze daugiausia patiria autolizę.
Heterofaginis ciklas.
Tai apima medžiagų, patenkančių į ląstelę iš išorinės aplinkos, skaidymą. Dėl bet kokios rūšies endocitozės susidaro heterofagosoma, kuri gali susijungti su pirmine lizosoma. Visas tolesnis heterofagijos ciklas atliekamas taip pat, kaip ir autofaginis.
Heterofaginio ciklo funkcijos.
Trofinis vienaląsčiuose organizmuose
Apsauginis. Būdingas neutrofilams ir makrofagams.
Yra heterofaginio ciklo variantų, kai hidrolazės pašalinamos iš ląstelės į išorinę aplinką. Pavyzdžiui, sienelės virškinimas, spermos akrosomų reakcija. Modifikacinis hetefagijos ciklas stebimas kaulų lūžių vietose, tarpfragmentinis tarpas užpildomas kremzlės audiniu, tada dėl specialių osteoblastų ląstelių aktyvumo. Kremzlinis audinys sunaikinamas ir susidaro kaliusas. Heterofaginio ciklo patologijos yra įvairūs imunodeficitai.
PEROKSIZOMOS.
Tai universali membraninė ląstelių organelė, kurios skersmuo yra maždaug 0,15–0,25 nm. Pagrindinė peroksisomų funkcija yra ilgųjų radikalų riebalų rūgščių skaidymas. Nors apskritai jie gali atlikti kitas funkcijas. Peroksisomos ląstelėje susidaro tik dėl motininių peroksisomų dalijimosi, todėl jei dėl kokių nors priežasčių peroksisomos nepatenka į ląstelę, tai ląstelė žūva dėl riebalų rūgščių kaupimosi. Peroksisomų membrana turi tipišką skysčio-mozaikinę struktūrą ir gali padidėti dėl sudėtingų lipidų ir baltymų pernešimo specialiais baltymais.
Funkcijos.
Riebalų rūgščių skaidymas. Peroksisomose yra oksidoreduktazės fermentų grupei priskiriamų fermentų, kurie, pašalindami acto rūgšties likučius, pradeda riebalų rūgščių skaidymą ir riebalų rūgščių radikalo viduje sudaro dvigubą jungtį ir kaip šalutinis produktas susidaro vandenilio peroksidas. Specialus fermentas katalazė peroksidą skaido į H 2 O ir O 2. Šis riebalų rūgščių skilimo procesas vadinamas β-oksidacija, jis vyksta ne tik peroksisomose, bet ir mitochondrijose. Trumpos radikalų rūgštys suskaidomos mitochondrijose. Bet kokiu atveju skilimas įvyksta, kai susidaro acto rūgšties arba acetato likučiai. Acetatas reaguoja su kofermentu A, sudarydamas acetilCoA. Ši medžiaga yra pagrindinis medžiagų apykaitos produktas, į kurį suskaidomi visi organiniai junginiai. AcCoA gali būti naudojamas energijos apykaitoje, o AcCoA pagrindu susidaro naujos riebalų rūgštys. Bowman-Zellweger sindromas atsiranda, kai sutrinka riebalų rūgščių β-oksidacija. Jai būdingas peroksisomų nebuvimas ląstelėse. Naujagimiai gimsta labai mažo svorio ir patologiškai išsivystę kai kurie vidaus organai, pavyzdžiui, smegenys, kepenys, inkstai. Jie smarkiai atsilieka vystymesi, anksti žūva (iki 1 metų), ląstelėse randama daug ilgųjų radikalų rūgščių.
Peroksisomos dalyvauja daugelio kenksmingų medžiagų, tokių kaip alkoholiai, aldehidai ir rūgštys, detoksikacija. Ši funkcija būdinga kepenų ląstelėms, o peroksisomos kepenyse yra didesnės. Nuodingų medžiagų detoksikacija vyksta dėl jų oksidacijos. Pavyzdžiui, etanolis oksiduojasi iki H 2 O ir acetaldehido. 50% etanolio oksidacija vyksta peroksisomose. Susidaręs acetaldehidas patenka į mitochondrijas, kur iš jo susidaro acetilCoA. Nuolat vartojant alkoholį, acetilCoA kiekis hepatocituose smarkiai padidėja. Dėl to sumažėja riebalų rūgščių β-oksidacija ir atsiranda naujų riebalų rūgščių sintezė. Dėl to pradedami sintetinti riebalai, kurie nusėda kepenų ląstelėse ir dėl to išsivysto riebalinė kepenų degeneracija (cirozė).
Peroksisomos gali katalizuoti uratų oksidaciją, nes juose yra fermento urato oksidazės. Tačiau aukštesniųjų primatų ir žmonių organizme šis fermentas yra neaktyvus, todėl didelis uratų kiekis cirkuliuoja kraujyje ištirpusio pavidalo. Jie gerai filtruojami glomeruluose ir išsiskiria su antriniu šlapimu. Uratų koncentracija kraujyje prisideda prie tam tikrų ligų išsivystymo, pavyzdžiui, dėl paveldimų purinų metabolizmo patologijų uratų koncentracija padidėja dešimt kartų. Dėl to išsivysto podagra, kurią sudaro uratų nusėdimas sąnariuose ir kai kuriuose audiniuose, taip pat uratų akmenų atsiradimas inkstuose.
Scheminis ląstelės branduolio, endoplazminio tinklo ir Golgi komplekso vaizdas.
(1) Ląstelės branduolys.
(2) Branduolinės membranos poros.
(3) Granuliuotas endoplazminis tinklas.
(4) Agranulinis endoplazminis tinklas.
(5) Ribosomos granuliuoto endoplazminio tinklelio paviršiuje.
(6) Makromolekulės
(7) Transporto pūslelės.
(8) Golgi kompleksas.
(9) Cis-Golgi
(10) Trans-Golgi
(11) Golgi cisternae
Atradimų istorija
Pirmasis endoplazminis tinklas buvo atrastas amerikiečių mokslininko K. Porterio 1945 m., naudojant elektroninę mikroskopiją.
Struktūra
Endoplazminis tinklas susideda iš išsišakojusio vamzdelių tinklo ir kišenių, apsuptų membrana. Endoplazminio tinklo membranų plotas sudaro daugiau nei pusę visų ląstelių membranų ploto.
ER membrana yra morfologiškai identiška ląstelės branduolio membranai ir yra su ja neatsiejama. Taigi, endoplazminio tinklo ertmės atsiveria į tarpmembraninę branduolio apvalkalo ertmę. EPS membranos užtikrina aktyvų daugelio elementų pernešimą prieš koncentracijos gradientą. Gijos, sudarančios endoplazminį tinklą, yra 0,05–0,1 µm skersmens (kartais iki 0,3 µm), dviejų sluoksnių membranų, sudarančių kanalėlių sienelę, storis yra apie 50 angstremų (5 nm, 0,005 µm). Šiose struktūrose yra nesočiųjų fosfolipidų, taip pat kai kurių cholesterolio ir sfingolipidų. Juose taip pat yra baltymų.
Vamzdžiai, kurių skersmuo svyruoja nuo 0,1 iki 0,3 mikrono, yra užpildyti vienalyčiu turiniu. Jų funkcija yra palaikyti ryšį tarp EPS pūslelių turinio, išorinės aplinkos ir ląstelės branduolio.
Endoplazminis tinklas nėra stabili struktūra ir dažnai keičiasi.
Yra du EPR tipai:
- granuliuotas (šiurkštus) endoplazminis tinklas;
- agranulinis (lygus) endoplazminis tinklas.
Granuliuoto endoplazminio tinklelio paviršiuje yra daug ribosomų, kurių nėra agranulinio ER paviršiuje.
Granuliuotas ir agranulinis endoplazminis tinklas atlieka skirtingas funkcijas ląstelėje.
Endoplazminio tinklo funkcijos
Dalyvaujant endoplazminiam tinklui, vyksta baltymų transliacija ir transportavimas, lipidų ir steroidų sintezė ir transportavimas. EPR taip pat būdingas sintezės produktų kaupimasis. Endoplazminis tinklas taip pat dalyvauja kuriant naują branduolio membraną (pavyzdžiui, po mitozės). Endoplazminiame tinkle yra tarpląstelinis kalcio tiekimas, kuris visų pirma yra raumenų ląstelių susitraukimo tarpininkas. Raumenų skaidulų ląstelėse yra speciali endoplazminio tinklo forma - sarkoplazminis tinklas.
Agranulinio endoplazminio tinklo funkcijos
Agranulinis endoplazminis tinklas dalyvauja daugelyje medžiagų apykaitos procesų. Be to, agranulinis endoplazminis tinklas vaidina svarbų vaidmenį angliavandenių apykaitoje, nuodų neutralizavime ir kalcio kaupime. Agranulinio endoplazminio tinklo fermentai dalyvauja įvairių lipidų ir fosfolipidų, riebalų rūgščių ir steroidų sintezėje. Visų pirma, šiuo atžvilgiu antinksčių ir kepenų ląstelėse vyrauja agranulinis endoplazminis tinklas.
Hormonų sintezė
Hormonai, kurie susidaro agranuliniame ER, apima, pavyzdžiui, stuburinių gyvūnų lytinius hormonus ir antinksčių steroidinius hormonus. Sėklidžių ir kiaušidžių ląstelėse, atsakingose už hormonų sintezę, yra daug agranulinio endoplazminio tinklo.
Angliavandenių kaupimasis ir konversija
Angliavandeniai organizme kaupiami kepenyse glikogeno pavidalu. Glikogenolizės metu glikogenas kepenyse virsta gliukoze, o tai yra labai svarbus procesas palaikant gliukozės kiekį kraujyje. Vienas iš agranulinio ER fermentų atskiria fosfogrupę nuo pirmojo glikogenolizės produkto, gliukozės-6-fosfato, taip leisdamas gliukozei išeiti iš ląstelės ir padidinti cukraus kiekį kraujyje.
Nuodų neutralizavimas
Lygus kepenų ląstelių endoplazminis tinklas aktyviai dalyvauja neutralizuojant visų rūšių nuodus. Sklandžiai ER fermentai prie toksinių medžiagų molekulių prijungia hidrofilinius radikalus, dėl to padidėja toksinių medžiagų tirpumas kraujyje ir šlapime, jos greičiau pasišalina iš organizmo. Nuolat vartojant nuodus, vaistus ar alkoholį, susidaro didesnis kiekis agranulinio EPR, dėl kurio padidėja veikliosios medžiagos dozė, reikalinga ankstesniam poveikiui pasiekti.
EPS, kaip kalcio depo, vaidmuo
Kalcio jonų koncentracija EPS gali siekti 10-3 mol, o citozolyje – apie 10-7 mol (ramybės būsenoje). Veikiamas inozitolio trifosfato ir kai kurių kitų dirgiklių, palengvintos difuzijos būdu kalcis išsiskiria iš EPS. Kalcio grąžinimą į EPS užtikrina aktyvus transportas. Šiuo atveju EPS membrana užtikrina aktyvų kalcio jonų transportavimą prieš didelių užsakymų koncentracijos gradientus. Tiek kalcio jonų suvartojimas, tiek išsiskyrimas EPS yra glaudžiai susiję su fiziologinėmis sąlygomis.
Kalcio jonų koncentracija citozolyje turi įtakos daugeliui tarpląstelinių ir tarpląstelinių procesų, tokių kaip fermentų aktyvinimas arba inaktyvavimas, genų ekspresija, neuronų sinapsinis plastiškumas, raumenų ląstelių susitraukimas, antikūnų išsiskyrimas iš imuninės sistemos ląstelių.
Sarkoplazminis tinklas
Ypatinga agranulinio endoplazminio tinklo forma, sarkoplazminis tinklas, yra raumenų ląstelėse esantis EPS, iš kurio aktyviai pumpuojami kalcio jonai.
Bendros svarbos organelės. Endoplazminis tinklas.
Organelės - citoplazmoje nuolat esančios struktūros, specializuotos atlikti tam tikras funkcijas ląstelėje. Jie skirstomi į bendrosios ir ypatingos reikšmės organelius.
Endoplazminis tinklas arba endoplazminis tinklas yra plokščių membraninių cisternų ir membraninių vamzdelių sistema. Membraniniai rezervuarai ir vamzdeliai yra tarpusavyje sujungti ir sudaro membraninę struktūrą su bendru turiniu. Tai leidžia atskirti tam tikras citoplazmos sritis nuo pagrindinės nialoplazmos ir jose įgyvendinti kai kurias specifines ląstelių funkcijas. Dėl to įvyksta skirtingų citoplazmos zonų funkcinė diferenciacija. EPS membranų struktūra atitinka skystosios mozaikos modelį. Morfologiškai išskiriami du EPS tipai: lygus (agranuliuotas) ir grubus (granuliuotas). Sklandų ER pavaizduoja membraninių vamzdelių sistema. Rough EPS yra membraninių bakų sistema. Neapdorotų EPS membranų išorėje yra ribosomos. Abu EPS tipai yra struktūriškai priklausomi – vieno tipo EPS membranos gali transformuotis į kito tipo membranas.
Endoplazminio tinklo funkcijos:
1.Granuliuotas EPS dalyvauja baltymų sintezėje kanaluose susidaro kompleksinės baltymų molekulės.
2. Sklandus EPS dalyvauja lipidų ir angliavandenių sintezėje.
3.Organinių medžiagų pernešimas į ląstelę (EPS kanalais).
4. Padalija ląstelę į sekcijas, kuriose vienu metu gali vykti įvairios cheminės reakcijos ir fiziologiniai procesai.
Sklandus XPS yra daugiafunkcinis. Jo membranoje yra fermentų baltymų, kurie katalizuoja membranos lipidų sintezės reakcijas. Kai kurie ne membraniniai lipidai (steroidiniai hormonai) taip pat sintetinami sklandžiai ER. Šio tipo EPS membranoje yra Ca2+ pernešėjų. Jie perneša kalcį koncentracijos gradientu (pasyvus transportavimas). Pasyviojo transportavimo metu sintetinamas ATP. Jų pagalba lygioje ER reguliuojama Ca2+ koncentracija hialoplazmoje. Šis parametras svarbus reguliuojant mikrovamzdelių ir mikrofibrilių funkcionavimą. Raumenų ląstelėse lygus ER reguliuoja raumenų susitraukimą. EPS detoksikuoja daug ląstelei kenksmingų medžiagų (vaistų). Lygus ER gali sudaryti membranines pūsleles arba mikrokūnus. Tokios pūslelės vykdo specifines oksidacines reakcijas atskirai nuo EPS.
Pagrindinė funkcija grubus XPS yra baltymų sintezė. Tai lemia ribosomų buvimas ant membranų. Šiurkščiojo ER membranoje yra specialių baltymų riboforinų. Ribosomos sąveikauja su riboforinais ir yra pritvirtintos prie membranos tam tikra orientacija. Visi EPS susintetinti baltymai turi galinį signalo fragmentą. Šiurkščios ER ribosomose sintetinami trijų tipų baltymai:
1.Membraniniai baltymai. Visi plazminės membranos baltymai, pačios EPS membranos ir dauguma kitų organelių baltymų yra EPS ribosomų produktai.
2. Sekretoriniai baltymai. Šie baltymai patenka į ER ertmę ir vėliau pašalinami iš ląstelės egzocitozės būdu.
3.Intraorganoidiniai baltymai. Šie baltymai yra lokalizuoti ir veikia membraninių organelių ertmėse: pačiame ER, Golgi komplekse, lizosomose ir mitochondrijose. EPS dalyvauja formuojant biomembranas.
Potransliacinė baltymų modifikacija vyksta grubiose ER cisternose.
EPS yra universali eukariotinių ląstelių organelė. ER struktūros ir funkcijos pažeidimas sukelia rimtų pasekmių. ER yra specializuotų funkcijų membraninių pūslelių susidarymo vieta (peroksisomos).
Endoplazminis tinklas
Endoplazminis tinklas (ER) yra tarpusavyje sujungtų arba atskirų vamzdinių kanalų ir plokščių cisternų sistema, išsidėsčiusi visoje ląstelės citoplazmoje. Jas riboja membranos (membranos organelės). Kartais rezervuarai išsiplečia burbuliukų pavidalu. ER kanalai gali prisijungti prie paviršiaus arba branduolinių membranų ir susisiekti su Golgi kompleksu.
Šioje sistemoje galima išskirti lygų ir grubų (granuliuotą) EPS.
Grubus XPS
Ribosomos yra ant šiurkščios ER kanalų polisomų pavidalu. Čia vyksta baltymų, kuriuos daugiausia gamina ląstelė eksportui (pašalinimui iš ląstelės), sintezė, pavyzdžiui, liaukų ląstelių sekretai. Čia taip pat vyksta citoplazminės membranos lipidų ir baltymų susidarymas bei jų surinkimas.
Sklandus XPS
Ant lygių ER membranų ribosomų nėra. Čia vyksta riebalų ir panašių medžiagų (pavyzdžiui, steroidinių hormonų), taip pat angliavandenių sintezė. Lygiosios ER kanalai taip pat transportuoja gatavą medžiagą į jos pakavimo vietą į granules (į Golgi komplekso zoną).
Golgi kompleksas
Lamelinis Golgi kompleksas yra ląstelės pakavimo centras. Tai diktiozomų rinkinys (nuo kelių dešimčių iki šimtų ir tūkstančių vienoje ląstelėje). Diktiosomas- 3-12 suplotų ovalo formos cisternų šūsnis, išilgai kurių kraštų yra nedideli burbuliukai (pūslelės). Dėl didesnių rezervuarų išsiplėtimo susidaro vakuolės, kuriose yra vandens rezervas ląstelėje ir kurios yra atsakingos už turgoro palaikymą. Dėl lamelinio komplekso susidaro sekrecijos vakuolės, kuriose yra medžiagų, skirtų pašalinti iš ląstelės. Tokiu atveju sekretas, patekęs į vakuolę iš sintezės zonos (ER, mitochondrijos, ribosomos), čia patiria tam tikrų cheminių transformacijų.
Golgi kompleksas sukelia pirmines lizosomas. Diktiosomos taip pat sintetina polisacharidus, glikoproteinus ir glikolipidus, kurie vėliau naudojami citoplazminėms membranoms kurti.
Nemembraninių ląstelių struktūrų struktūra ir funkcijos
Šią organelių grupę sudaro ribosomos, mikrovamzdeliai ir mikrofilamentai bei ląstelės centras.
Ribosoma
Ribosomų (1 pav.) yra ir eukariotų, ir prokariotų ląstelėse, nes jos atlieka svarbią funkciją baltymų biosintezė. Kiekvienoje ląstelėje yra dešimtys, šimtai tūkstančių (iki kelių milijonų) šių mažų apvalių organelių. Tai apvali ribonukleoproteino dalelė. Jo skersmuo yra 20-30 nm. Ribosoma susideda iš didelių ir mažų subvienetų, kurie susijungia esant m-RNR grandinei (pasiuntinio arba informacijos, RNR). Ribosomų grupės, kurią jungia viena m-RNR molekulė kaip karoliukų virtinė, kompleksas vadinamas polisomas. Šios struktūros yra laisvai išsidėsčiusios citoplazmoje arba prisitvirtinusios prie granuliuoto EPS membranų (abiem atvejais jose aktyviai vyksta baltymų sintezė).
1 pav. Ribosomos, sėdinčios ant endoplazminio tinklo membranos, sandaros schema: 1 - mažas subvienetas; 2 mRNR; 3 - aminoacil-tRNR; 4 - aminorūgštis; 5 - didelis subvienetas; 6 - - endoplazminio tinklo membrana; 7 - susintetinta polipeptidinė grandinė
Granuliuoto EPS polisomos sudaro baltymus, kurie pašalinami iš ląstelės ir naudojami viso organizmo poreikiams tenkinti (pavyzdžiui, virškinimo fermentai, baltymai žmogaus motinos piene). Be to, ribosomos yra vidiniame mitochondrijų membranų paviršiuje, kur jos taip pat aktyviai dalyvauja baltymų molekulių sintezėje.
Mikrovamzdeliai
Tai vamzdiniai, tuščiaviduriai dariniai, neturintys membranos. Išorinis skersmuo yra 24 nm, liumenų plotis yra 15 nm, o sienelės storis yra apie 5 nm. Laisvoje būsenoje jie yra citoplazmoje, jie taip pat yra žvynelių, centriolių, verpsčių ir blakstienų struktūriniai elementai. Mikrovamzdeliai yra sukonstruoti iš stereotipinių baltymų subvienetų polimerizacijos būdu. Bet kurioje ląstelėje polimerizacijos procesai vyksta lygiagrečiai depolimerizacijos procesams. Be to, jų santykį lemia mikrovamzdelių skaičius. Mikrovamzdeliai turi skirtingą atsparumą juos naikinantiems veiksniams, pavyzdžiui, kolchicinui (depolimerizaciją sukeliančiai cheminei medžiagai). Mikrotubulų funkcijos:
1) yra ląstelės atraminis aparatas;
2) nustato ląstelės formą ir dydį;
3) yra intraląstelinių struktūrų kryptingo judėjimo veiksniai.
Mikrofilamentai
Tai ploni ir ilgi dariniai, randami visoje citoplazmoje. Kartais jie sudaro ryšulius. Mikrofilamentų tipai:
1) aktinas. Juose yra susitraukiančių baltymų (aktino), suteikia ląstelių judėjimo formas (pavyzdžiui, ameboidą), atlieka ląstelinio karkaso vaidmenį, dalyvauja organizuojant organelių ir citoplazmos sričių judėjimą ląstelės viduje;
2) tarpinis (10 nm storio). Jų ryšuliai randami išilgai ląstelės periferijos po plazmine membrana ir aplink branduolio perimetrą. Jie atlieka pagalbinį (rėmo) vaidmenį. Skirtingose ląstelėse (epitelio, raumenų, nervų, fibroblastų) jie yra sudaryti iš skirtingų baltymų.
Mikrofilamentai, kaip ir mikrovamzdeliai, yra sudaryti iš subvienetų, todėl jų skaičių lemia polimerizacijos ir depolimerizacijos procesų santykis.
Visų gyvūnų, kai kurių grybų, dumblių ir aukštesniųjų augalų ląstelėms būdingas ląstelių centras.
Ląstelės centras dažniausiai yra šalia branduolio.
Jį sudaro du centrioliai, kurių kiekvienas yra tuščiaviduris cilindras, kurio skersmuo yra apie 150 nm, o ilgis - 300–500 nm.
Centroliai išsidėstę viena kitai statmenai. Kiekvieno centriolės sienelę sudaro 27 mikrotubulai, susidedantys iš baltymo tubulino. Mikrovamzdeliai sugrupuoti į 9 tripletus.
Ląstelių dalijimosi metu iš ląstelės centro centriolių susidaro verpstės gijos.
Centrioliai poliarizuoja ląstelių dalijimosi procesą, taip užtikrinant vienodą seserų chromosomų (chromatidžių) atskyrimą mitozės anafazėje.
Ląstelių inkliuzai. Taip vadinami nenuolatiniai ląstelės komponentai, esantys pagrindinėje citoplazmos medžiagoje grūdelių, granulių ar lašelių pavidalu. Inkliuzai gali būti apsupti membrana arba neapsupti.
Funkciškai yra trijų tipų inkliuzai: rezervinės maistinės medžiagos (krakmolas, glikogenas, riebalai, baltymai), sekreciniai inkliuzai (jų gaminamos liaukinėms ląstelėms būdingos medžiagos – endokrininių liaukų hormonai ir kt.) ir specialios paskirties inkliuzai ( labai specializuotos ląstelės, pvz., hemoglobinas raudonuosiuose kraujo kūneliuose).