Цитоплазма и основные клеточные органеллы

Цитоплазма является внутренней средой клетки. В цитоплазме различают жидкую часть — цитозоль — и компактные структуры (органеллы и включения).

Отличия цитозоля у разных видов

Нередко можно столкнуться с вопросом – есть ли у бактерии цитоплазма. Ответ на этот вопрос, безусловно, утвердительный. Конечно, у всех микробов есть такой жизненно важный органоид, однако, он существенно отличается от цитозоля остальных организмов. Необходимо знать, что все микробы являются прокариотами, то есть в их клетке, а они представляют собой именно одноклеточные, отсутствует оформленное ядро. Этот факт говорит о том, что наследственная информация у одноклеточных (ДНК) расположена непосредственно в самом цитозоле и ничем не ограждена, в отличие от эукариотов, которыми, к примеру, являются растения.

Цитоплазма в растительной клетке отличается тем, что в ней ядро спрятано внутри специальной оболочки, которая называется ядерной оболочкой. Это является главным отличием цитоплазмы бактериальной клетки. ДНК (кольцевую хромосому) не принято считать составляющей частью цитозоля у одноклеточных.

Цитоплазма бактерий состоит из:

  • растворимых белков;
  • рибонуклеиновых кислот;
  • рибосом;
  • многочисленных включений в виде гранул (гликоген, полисахариды, полифосфаты);
  • пластидов.

Смотрите видео о том, что из себя представляет цитоплазма.

Помимо вышеуказанного, цитоплазма бактерий содержит большое количество воды, что обеспечивает ей динамичность, ведь именно жидкое состояние способствует транспортировке всех продуктов жизнедеятельности между жизненно важными органеллами. В цитозоле прокариотов содержится значительно меньше органелл, чем в цитозоле эукариотов, функции «недостающих» органелл выполняет ЦПМ – специальная мембрана, ограничивающая и регулирующая давление. Особенностью цитозоля микробов также считается то, что он способен к регенерации в случае повреждения или даже удаления большей его части, но нормальное функционирование возможно только при наличии ДНК.

Читайте также:  Вакцинация взрослых против пневмококковой инфекции

Одномембранные органеллы

К одномембранным органеллам относятся эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы и вакуоли.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС), или эндоплазматический ретикулум — это совокупность мембранных трубочек и канальцев, пронизывающих цитоплазму. Различают гладкую (агранулярного типа) и шероховатую (гранулярную) ЭПС.

Гладкая и шероховатая эндоплазматическая сеть

Одномембранные органеллы

К мембранам шероховатой ЭПС с цитоплазматического стороны могут прикрепляться рибосомы, синтезирующие в полость трубочек белковые молекулы. Основной функцией этого типа ЭПС является участие в синтезе белков и транспортировки синтезированных веществ в мембранных пузырьках в комплекс Гольджи. Гладкая ЭПС обеспечивает синтез липидов, в частности стероидных веществ, обезвреживание некоторых токсичных веществ и депонирование ионов кальция. Последнее является важным для функционирования мышечных клеток.

Комплекс Гольджи (или аппарат Гольджи) — это сетчатое образование, является совокупностью плоских мембранных цистерн (мешочков), расположенных вблизи клеточного ядра. Комплекс Гольджи функционально соединен с ЭПС: мембранные пузырьки, отсоединяясь от цистерн ЭПС, транспортируют синтезированные белки в комплекс Гольджи. Последний осуществляет преобразование белковых молекул (образование гликопротеинов, липопротеинов и т.д.) и пакует их в мембранные пузырьки соответствии с функциональным назначением. Белки, экспортируемые из клетки (например, ферменты или гормоны) или же перемещаемые внутрь плазматической мембраны, размещаются в секреторных пузырьках. Ферменты, осуществляющие внутриклеточное пищеварение, пакуются в лизосомы, которые здесь образуются. В этой органелле также синтезируются полисахариды.

Комплекс Гольджи

Лизосомы — мембранные органеллы в виде пузырьков, внутри которых содержатся ферменты, расщепляющие полимерные органические соединения в мономерные. Лизосомы разрушают компоненты чужеродных клеток, поглощенных в процессе фагоцитоза, а также отработанные «старые» клеточные компоненты. Последний процесс называется автофагией («самопоеданием»), и нарушение его приводит к развитию ряда заболеваний. Формируются лизосомы комплексом Гольджи.

Пероксисомы — мембранные органеллы в виде пузырьков, содержащих ферменты, в частности те, которые обеспечивают преобразование жиров или расщепления токсичного для клетки пероксида водорода до кислорода и воды.

Одномембранные органеллы

Вакуоли — это большие мембранные полости, заполненные жидким содержимым. В зависимости от их строения и функций выделяют несколько типов таких органелл. Растительные клетки содержат большие клеточные вакуоли, внутреннее содержимое которых называется клеточным соком. Они участвуют в регуляции тургора, могут содержать пигменты, предоставляя частям растений окраску, хранить продукты обмена веществ. Пресноводные одноклеточные организмы содержат сократительные вакуоли, функция которых — выведение из клеток избыточной воды. Расщепление питательных веществ внутри некоторых клеток происходит в пищеварительных вакуолях, которые формируются с участием лизосом.

Читайте также:  Какие прививки надо делать ребенку до года и от чего: таблица

Функции цитоплазмы в клетке

Комплексная функция цитоплазмы определяется ее строением. Благодаря цитозолю, постоянно сохраняется форма и размер клетки. У одноклеточных организмов она — неизменный участник передвижения.

Гиалоплазма имеет идеальную консистенцию и химический состав для размещения органелл. Она поддерживает их на определенных местах, не мешает их взаимодействию, поставляет питательные вещества для их роста и развития. Полужидкая субстанция надежно защищает внутренние клеточные компоненты от негативного воздействия окружающей среды, пересыхания.

Цитоплазма — уникальная среда, в которой успешно протекают такие биологические процессы, как синтез белка, гликолиз, митоз и мейоз. В результате протекающих реакций образуются продукты распада, которые вредят вновь образованным элементам. Помогая им перемещаться по клетке, цитоплазма очищается, выводит продукты распада наружу.

Содержащиеся внутри ферменты запускают процессы метаболизма, в результате чего обеспечивается эффективность обмена веществ и энергии.

Кратко сформулировать функции цитоплазмы можно так:

  • обеспечение формы клетки;
  • среда обитания органоидов;
  • транспорт и хранение веществ.

Спорообразование

Внутри бактериальной клетки образуются споры. В процессе спорообразования бактериальная клетка претерпевает ряд биохимических процессов. В ней уменьшается количество свободной воды, снижается ферментативная активность. Это обеспечивает устойчивость спор к неблагоприятным условиям внешней среды (высокой температуре, высокой концентрации солей, высушиванию и др.). Спорообразование свойственно только небольшой группе бактерий.

Споры — не обязательная стадия жизненного цикла бактерий. Спорообразование начинается лишь при недостатке питательных веществ или накоплении продуктов обмена. Бактерии в виде спор могут длительное время находиться в состоянии покоя. Споры бактерий выдерживают продолжительное кипячение и очень длительное проммораживание. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и становится жизнеспособной. Спора бактерий — это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.

Читайте также:  Менингококковая инфекция