Включення та запасні речовини в клітині еукаріотів. Еукаріотична клітина. Будова еукаріотичної клітини. Будова та функції ДНК

Органоїди- Постійні, обов'язково присутні компоненти клітини, що виконують специфічні функції.

Ендоплазматична мережа

Ендоплазматична мережа (ЕПС), або ендоплазматичний ретикулум (ЕПР), - Одномембранний органоїд. Є системою мембран, що формують «цистерни» і канали, з'єднаних один з одним і обмежують єдиний внутрішній простір — порожнини ЕПС. Мембрани з одного боку пов'язані з цитоплазматичної мембраною, з іншого - із зовнішньою ядерною мембраною. Розрізняють два види ЕПС: 1) шорстка (гранулярна), що містить на своїй поверхні рибосоми, і 2) гладка (агранулярна), мембрани якої рибосом не несуть.

Функції: 1) транспорт речовин з однієї частини клітини в іншу; 2) поділ цитоплазми клітини на компартменти («відсіки»); 3) синтез вуглеводів і ліпідів (гладка ЕПС); 4) синтез білка (шорстка ЕПС); 5) місце утворення апарату Гольджі. .

Або комплекс Гольджі, - Одномембранний органоїд. Є стопками сплощених «цистерн» з розширеними краями. З ними пов'язана система дрібних одномембранних бульбашок (бульбашки Гольджі). Кожна стопка зазвичай складається з 4-х-6-ти «цистерн», є структурно-функціональною одиницею апарату Гольджі та називається диктіосомою. Число диктіосом у клітині коливається від однієї до кількох сотень. У рослинних клітинах диктіосоми відокремлені.

Апарат Гольджі зазвичай розташований біля клітинного ядра (у тваринних клітинах часто поблизу клітинного центру).

Функції апарату Гольджі: 1) накопичення білків, ліпідів, вуглеводів; 2) модифікація надійшли органічних речовин; 3) «упаковка» в мембранні бульбашки білків, ліпідів, вуглеводів; 4) секреція білків, ліпідів, вуглеводів; лізосом. Секреторна функція є найважливішою, тому апарат Гольджі добре розвинений у секреторних клітинах.

Лізосоми

Лізосоми- Одномембранні органоїди. Є дрібними бульбашками (діаметр від 0,2 до 0,8 мкм), що містять набір гідролітичних ферментів. Ферменти синтезуються на шорсткої ЕПС, переміщуються в апарат Гольджі, де відбувається їх модифікація та упаковка в мембранні бульбашки, які після відокремлення від апарату Гольджі стають власне лізосомами. Лізосома може містити від 20 до 60 різних видів гідролітичних ферментів. Розщеплення речовин за допомогою ферментів називають лізисом.

Розрізняють: 1) первинні лізосоми, 2) вторинні лізосоми. Первинними називаються лізосоми, що відшнурувалися від апарату Гольджі. Первинні лізосоми є фактором, що забезпечує екзоцитоз ферментів із клітини.

Побічні називаються лізосоми, що утворилися в результаті злиття первинних лізосом з ендоцитозними вакуолями. У цьому випадку в них відбувається перетравлення речовин, що надійшли в клітину шляхом фагоцитозу або піноцитозу, тому їх можна назвати вакуолями травними.

Автофагія- Процес знищення непотрібних клітин структур. Спочатку структура, що підлягає знищенню, оточується одинарною мембраною, потім утворена мембранна капсула зливається з первинною лізосомою, в результаті також утворюється вторинна лізосома (автофагічна вакуоль), в якій ця структура перетравлюється. Продукти перетравлення засвоюються цитоплазмою клітини, але частина матеріалу так і залишається неперетравленою. Вторинна лізосома, що містить цей неперетравлений матеріал, називається залишковим тільцем. Шляхом екзоцитозу неперетравлені частки видаляються із клітини.

Автоліз- Саморуйнування клітини, що настає внаслідок вивільнення вмісту лізосом. У нормі автоліз має місце при метаморфозах (зникнення хвоста у пуголовка жаб), інволюції матки після пологів, в осередках омертвіння тканин.

Функції лізосом: 1) внутрішньоклітинне перетравлення органічних речовин; 2) знищення непотрібних клітинних та неклітинних структур; 3) участь у процесах реорганізації клітин.

Вакуолі

Вакуолі- Одномембранні органоїди, являють собою «ємності», заповнені водними розчинами органічних та неорганічних речовин. В освіті вакуолей беруть участь ЕПС та апарат Гольджі. Молоді рослинні клітини містять багато дрібних вакуолей, які потім у міру росту та диференціювання клітини зливаються одна з одною і утворюють одну велику. центральну вакуолю. Центральна вакуоль може займати до 95% обсягу зрілої клітини, ядро ​​та органоїди при цьому відтісняються до клітинної оболонки. Мембрана, що обмежує рослинну вакуолю, називається тонопластом. Рідина, що заповнює рослинну вакуоль, називається клітинним соком. До складу клітинного соку входять водорозчинні органічні та неорганічні солі, моносахариди, дисахариди, амінокислоти, кінцеві або токсичні продукти обміну речовин (глікозиди, алкалоїди), деякі пігменти (антоціани).

У тварин клітинах є дрібні травні та автофагічні вакуолі, що відносяться до групи вторинних лізосом і містять гідролітичні ферменти. У одноклітинних тварин є ще скорочувальні вакуолі, що виконують функцію осморегуляції та виділення.

Функції вакуолі: 1) накопичення та зберігання води; 2) регуляція водно-сольового обміну; 3) підтримання тургорного тиску; 4) накопичення водорозчинних метаболітів, запасних поживних речовин; функції лізосом.

Ендоплазматична мережа, апарат Гольджі, лізосоми та вакуолі утворюють єдину вакуолярну мережу клітиниокремі елементи якої можуть переходити один в одного.

Мітохондрії

1 - зовнішня мембрана;
2 - внутрішня мембрана; 3 - матрикс; 4 - криста; 5 - мультиферментна система; 6 - кільцева ДНК.

Форма, розміри та кількість мітохондрій надзвичайно варіюють. За формою мітохондрії можуть бути паличкоподібними, округлими, спіральними, чашоподібними, розгалуженими. Довжина мітохондрій коливається не більше від 1,5 до 10 мкм, діаметр - від 0,25 до 1,00 мкм. Кількість мітохондрій у клітині може досягати кількох тисяч і залежить від метаболічної активності клітини.

Мітохондрія обмежена двома мембранами. Зовнішня мембрана мітохондрій (1) гладка, внутрішня (2) утворює численні складки. кристи(4). Кристи збільшують площу поверхні внутрішньої мембрани, де розміщуються мультиферментні системи (5), що у процесах синтезу молекул АТФ. Внутрішній простір мітохондрій заповнений матриксом (3). У матриксі містяться кільцева ДНК (6), специфічні іРНК, рибосоми прокаріотичного типу (70S-типу), ферменти циклу Кребса.

Мітохондріальна ДНК не пов'язана з білками («гола»), прикріплена до внутрішньої мембрани мітохондрії та несе інформацію про будову приблизно 30 білків. Для побудови мітохондрії потрібно набагато більше білків, тому інформація про більшість мітохондріальних білків міститься в ядерній ДНК і ці білки синтезуються в цитоплазмі клітини. Мітохондрії здатні автономно розмножуватися шляхом поділу надвоє. Між зовнішньою та внутрішньою мембранами знаходиться протонний резервуарде відбувається накопичення Н + .

Функції мітохондрій: 1) синтез АТФ; 2) кисневе розщеплення органічних речовин.

Згідно з однією з гіпотез (теорія симбіогенезу) мітохондрії походять від стародавніх вільноживучих аеробних прокаріотичних організмів, які випадково проникнувши в клітину-господаря, потім утворили з нею взаємовигідний симбіотичний комплекс. На користь цієї гіпотези свідчать такі дані. По-перше, мітохондріальна ДНК має такі ж особливості будови, як і ДНК сучасних бактерій (замкнута в кільце, не пов'язана з білками). По-друге, мітохондріальні рибосоми та рибосоми бактерій відносяться до одного типу - 70S-типу. По-третє, механізм розподілу мітохондрій подібний до таких бактерій. По-четверте, синтез мітохондріальних та бактеріальних білків пригнічується однаковими антибіотиками.

Пластиди

1 - зовнішня мембрана; 2 - внутрішня мембрана; 3 - строма; 4 - тілакоїд; 5 - грана; 6 - Ламели; 7 - зерна крохмалю; 8 - ліпідні краплі.

Пластиди характерні лише рослинних клітин. Розрізняють три основних типи пластид: лейкопласти - безбарвні пластиди в клітинах незабарвлених частин рослин, хромопласти - пофарбовані пластиди зазвичай жовтого, червоного та оранжевого кольорів, хлоропласти - зелені пластиди.

Хлоропласти.У клітинах вищих рослин хлоропласти мають форму двоопуклої лінзи. Довжина хлоропластів коливається в межах від 5 до 10 мкм, діаметр від 2 до 4 мкм. Хлоропласти обмежені двома мембранами. Зовнішня мембрана (1) гладка, внутрішня (2) має складну складчасту структуру. Найменша складка називається тилакоїдом(4). Група тилакоїдів, покладених на зразок стопки монет, називається граною(5). У хлоропласті міститься середньому 40-60 гран, розташованих у шаховому порядку. Грани зв'язуються один з одним сплощеними каналами. ламеламі(6). У мембрани тилакоїдів вбудовані фотосинтетичні пігменти та ферменти, що забезпечують синтез АТФ. Головним фотосинтетичним пігментом є хлорофіл, який обумовлює зелений колір хлоропластів.

Внутрішній простір хлоропластів заповнений крутий(3). У стромі є кільцева гола ДНК, рибосоми 70S-типу, ферменти циклу Кальвіна, зерна крохмалю (7). Усередині кожного тилакоїда знаходиться протонний резервуар, відбувається накопичення Н+. Хлоропласти, також як мітохондрії, здатні до автономного розмноження шляхом поділу надвоє. Вони містяться в клітинах зелених частин вищих рослин, особливо багато хлоропластів у листі та зелених плодах. Хлоропласти нижчих рослин називають хроматофорами.

Функція хлоропластів:фотосинтез. Вважають, що хлоропласти походять від давніх ендосимбіотичних ціанобактерій (теорія симбіогенезу). Підставою для такого припущення є схожість хлоропластів та сучасних бактерій за низкою ознак (кільцева, гола ДНК, рибосоми 70S-типу, спосіб розмноження).

Лейкопласти.Форма варіює (кулясті, округлі, чашоподібні та ін). Лейкопласти обмежені двома мембранами. Зовнішня мембрана гладка, внутрішня утворює нечисленні тілакоїди. У стромі є кільцева «гола» ДНК, рибосоми 70S-типу, ферменти синтезу та гідролізу запасних поживних речовин. Пігментів відсутні. Особливо багато лейкопластів мають клітини підземних органів рослини (коріння, бульби, кореневища та ін.). Функція лейкопластів:синтез, накопичення та зберігання запасних поживних речовин. Амілопласти- лейкопласти, які синтезують та накопичують крохмаль, елайопласти- олії, протеїнопласти- Білки. В тому самому лейкопласті можуть накопичуватися різні речовини.

Хромопласти.Обмежені двома мембранами. Зовнішня мембрана гладка, внутрішня або гладка, або утворює одиничні тилакоїди. У стромі є кільцева ДНК і пігменти - каротиноїди, що надають хромопластам жовте, червоне або помаранчеве забарвлення. Форма накопичення пігментів різна: у вигляді кристалів, розчинені в ліпідних краплях (8) та ін. Містяться в клітинах зрілих плодів, пелюсток, осіннього листя, рідко – коренеплодів. Хромопласти вважаються кінцевою стадією розвитку пластид.

Функція хромопластів:фарбування квітів та плодів і тим самим залучення запилювачів та розповсюджувачів насіння.

Усі види пластид можуть утворюватися з пропластиду. Пропластиди- дрібні органоїди, що містяться у меристематичних тканинах. Оскільки пластиди мають загальне походження, між ними можливі взаємоперетворення. Лейкопласти можуть перетворюватися на хлоропласти (позеленіння бульб картоплі на світлі), хлоропласти — на хромопласти (пожовтіння листя і почервоніння плодів). Перетворення хромопластів на лейкопласти або хлоропласти вважається неможливим.

Рибосоми

1 - велика субодиниця; 2 - мала субодиниця.

Рибосоми- Немембранні органоїди, діаметр приблизно 20 нм. Рибосоми складаються з двох субодиниць – великої та малої, на які можуть дисоціювати. Хімічний склад рибосом - білки та рРНК. Молекули рРНК становлять 50-63% маси рибосоми та утворюють її структурний каркас. Розрізняють два типи рибосом: 1) еукаріотичні (з константами седиментації цілої рибосоми - 80S, малої субодиниці - 40S, великий - 60S) та 2) прокаріотичні (відповідно 70S, 30S, 50S).

У складі рибосом еукаріотичного типу 4 молекули рРНК та близько 100 молекул білка, прокаріотичного типу – 3 молекули рРНК та близько 55 молекул білка. Під час біосинтезу білка рибосоми можуть «працювати» поодинці або об'єднуватися в комплекси. полірибосоми (полісоми). У таких комплексах вони пов'язані одна з одною однією молекулою іРНК. Прокаріотичні клітини мають рибосоми лише 70S-типу. Еукаріотичні клітини мають рибосоми як 80S-типу (шорсткі мембрани ЕПС, цитоплазма), так і 70S-типу (мітохондрії, хлоропласти).

Субодиниці рибосоми еукаріотів утворюються в ядерці. Об'єднання субодиниць у цілу рибосому відбувається в цитоплазмі, як правило, під час біосинтезу білка.

Функція рибосом:збирання поліпептидного ланцюжка (синтез білка).

Цитоскелет

Цитоскелетутворений мікротрубочками та мікрофіламентами. Мікротрубочки – циліндричні нерозгалужені структури. Довжина мікротрубочок коливається від 100 мкм до 1 мм, діаметр становить приблизно 24 нм, товщина стінки – 5 нм. Основний хімічний компонент – білок тубулін. Мікротрубочки руйнуються під впливом колхіцину. Мікрофіламенти – нитки діаметром 5-7 нм, складаються з білка актину. Мікротрубочки та мікрофіламенти утворюють у цитоплазмі складні переплетення. Функції цитоскелета: 1) визначення форми клітини; 2) опора для органоїдів; 3) утворення веретена поділу; 4) участь у рухах клітини; 5) організація струму цитоплазми.

Включає дві центріолі і центросферу. Центріольявляє собою циліндр, стінка якого утворена дев'ятьма групами з трьох мікротрубочок, що злилися (9 триплетів), з'єднаних між собою через певні інтервали поперечними зшивками. Центріолі об'єднані в пари, де вони розташовані під прямим кутом один до одного. Перед поділом клітини центріолі розходяться до протилежних полюсів і біля кожної з них виникає дочірня центріоля. Вони формують веретено поділу, що сприяє рівномірному розподілу генетичного матеріалу між дочірніми клітинами. У клітинах вищих рослин (голосонасінні, покритонасінні) клітинний центр центріолей не має. Центріолі відносяться до органів цитоплазми, що самовідтворюються, вони виникають в результаті дуплікації вже наявних центріолей. Функції: 1) забезпечення розходження хромосом до полюсів клітини під час мітозу або мейозу; 2) центр організації цитоскелета.

Органоїди руху

Є не у всіх клітинах. До органоїдів руху відносяться вії (інфузорії, епітелій дихальних шляхів), джгутики (джгутиконосці, сперматозоїди), ложноніжки (корененіжки, лейкоцити), міофібрили (м'язові клітини) та ін.

Джгутики та вії- Органоїди ниткоподібної форми, являють собою аксонему, обмежену мембраною. Аксонема – циліндрична структура; стінка циліндра утворена дев'ятьма парами мікротрубочок, в його центрі знаходяться дві одиночні мікротрубочки. В основі аксонеми знаходяться базальні тільця, представлені двома взаємно перпендикулярними центріолями (кожне базальне тільце складається з дев'яти триплетів мікротрубочок, у його центрі мікротрубочок немає). Довжина джгутика досягає 150 мкм, вії в кілька разів коротші.

Міофібрилискладаються з актинових та міозинових міофіламентів, що забезпечують скорочення м'язових клітин.

Перейти до лекції №6«Еукаріотична клітина: цитоплазма, клітинна оболонка, будова та функції клітинних мембран»

Клітина - елементарна структурно-функціональна одиниця будови та життєдіяльності всіх організмів, яка має власний обмін речовин і здатна до самостійного існування, самовідтворення. Організми, які з однієї клітини, називаються одноклітинним. До одноклітинних організмів можна віднести багато найпростіших (саркодові, джгутиконосці, споровики, інфузорії) та бактерії. Кожна клітина у своєму складі має до 80% води, і лише інше посідає масу сухої речовини.

Особливості будови клітин

Усі клітинні форми життя виходячи з особливостей будови складових клітин можна розділити на два виду (надцарства):
1. Прокаріоти (доядерні) - що виникли раніше в процесі еволюції і простіші за будовою. Це одноклітинні живі організми, які не володіють оформленим клітинним ядром та іншими внутрішніми мембранними органоїдами. Середній діаметр клітини становить 05-10 мкм. Має одну кільцеву молекулу ДНК, розташовану в цитоплазмі. Має простий бінарний поділ. У цьому веретено поділу не утворюється;
2. Еукаріоти (ядерні) - виниклі пізніше складніші клітини. Усі організми, крім бактерій та архей, є ядерними. Кожна ядерна клітка містить ядро. Середній діаметр клітини становить 10–100 мкм. Зазвичай має кілька лінійних молекул ДНК (хромосом), що знаходяться в ядрі. Має розподіл мейоз або мітоз. Утворює веретено поділу.

У свою чергу еукаріоти можна розділити на два види (царства):
1. Рослинні клітини;
2. Тварини.

Особливості будови тваринної клітини можна побачити на зображенні вище. Клітину можна розділити на такі складові:
1. Клітинна мембрана;
2. Цитоплазма або цитазоль;
3. Цитоскелет;
4. Центріолі;
5. Апарат гольджі;
6. Лізосома;
7. Рибосома;
8. Мітохондрія;


11. Ядро;
12. Ядрішко;
13. Пероксисома.

Особливості будови рослинної клітини можна також побачити на картинці, розташованій вище. Клітину можна розділити на такі складові:
1. Клітинна мембрана;
2. Цитоплазма або цитазоль;
3. Цитоскелет;
4. Пори;
5. Апарат гольджі;
6. Центральна вакуоля;
7. Рибосома;
8. Мітохондрія;
9. Шорсткий ендоплазматичний ретикулум;
10. Гладкий ендоплазматичний ретикулум;
11. Ядро;
12. Ядрішко.

Особливості будови клітин еукаріотів та прокаріотів

Про особливості будови клітин еукаріотів і прокаріотів можна написати цілу статтю, але все ж таки постараємося виділити тільки важливі частини і розберемо відмінність одного надцарства над іншим. Описувати відмінність почнемо рухаючись до ядра.

Будова клітини

Будова клітин

Прокаріотична клітина

Прокаріоти(Від лат. pro

Будова хромосом

Схема будови хромосоми у пізній профазі – метафазі мітозу. 1-хроматиду; 2-центроміри; 3-коротке плече; 4-довге плече.

Хромосоми(ін.-грец. χρῶμα – колір і σῶμα – тіло) – нуклеопротеїдні структури в ядрі еукаріотичної клітини (клітини, що містить ядро), які стають легко помітними у певних фазах клітинного циклу (під час мітозу або мейозу). Хромосоми є високим ступенем конденсації хроматину, що постійно присутній у клітинному ядрі. Вихідно термін був запропонований для позначення структур, що виявляються в еукаріотичних клітинах, але в останні десятиліття все частіше говорять про бактеріальні хромосоми. У хромосомах зосереджена більшість спадкової інформації.

Морфологія хромосом найкраще видно у клітині на стадії метафази. Хромосома складається з двох паличкоподібних тілець – хроматид. Обидві хроматиди кожної хромосоми ідентичні один одному генним складом.

Хромосоми диференційовані за довжиною. Хромосоми мають центромір або первинну перетяжку, дві теломери і два плечі. На деяких хромосомах виділяють вторинні перетяжки та супутники. Рух хромосоми визначає Центромера, що має складну будову.

ДНК центроміри відрізняється характерною послідовністю нуклеотидів та специфічними білками. Залежно від розташування центроміри розрізняють акроцентричні, субметацентричні та метацентричні хромосоми.

Як говорилося вище, деякі хромосоми мають вторинні перетяжки. Вони, на відміну від первинної перетяжки (центроміри), не є місцем прикріплення ниток веретена і не відіграють жодної ролі в русі хромосом. Деякі вторинні перетяжки пов'язані із заснуванням ядерців, у разі їх називають ядерцевими організаторами. У ядерцевих організаторах розташовані гени, відповідальні за синтез РНК. Функція інших вторинних перетяжок ще зрозуміла.

У деяких акроцентричних хромосом є супутники - ділянки, з'єднані з рештою хромосоми тонкою ниткою хроматину. Форма та розміри супутника постійні для цієї хромосоми. У людини супутники є п'ять пар хромосом.

Кінцеві ділянки хромосом, багаті на структурний гетерохроматин, називаються теломерами. Теломери перешкоджають злипання кінців хромосом після редуплікації і тим самим сприяють збереженню їхньої цілісності. Отже, теломери відповідальні існування хромосом як індивідуальних утворень.

Хромосоми, які мають однаковий порядок генів, називають гомологічними. Вони мають однакову будову (довжина, розташування центроміри тощо). Негомологічні хромосоми мають різний генний набір та різну будову.

Дослідження тонкої структури хромосом показало, що вони складаються з ДНК, білка та невеликої кількості РНК. Молекула ДНК несе негативні заряди, розподілені по всій довжині, а приєднані до неї білки – гістони заряджені позитивно. Цей комплекс ДНК із білком називають хроматином. Хроматин може мати різний ступінь конденсації. Конденсований хроматин називають гетерохроматином, деконденсований хроматин – еухроматином. Ступінь деконденсації хроматину відбиває його функціональний стан. Гетерохроматинові ділянки функціонально менш активні, ніж еухроматинові, у яких локалізована більшість генів. Розрізняють структурний гетерохроматин, кількість, якого різниться у різних хромосомах, але розташовується він у навколоцентромірних районах. Крім структурного гетерохроматину, існує факультативний гетерохроматин, який з'являється в хромосомі при надспіралізації еухроматичних районів. Підтвердженням існування цього явища в хромосомах людини є факт генетичної інактивації однієї Х-хромосоми в соматичних клітинах жінки. Його суть полягає в тому, що існує механізм інактивації другої дози генів, що еволюційно сформувався, локалізованих в Х-хромосомі, внаслідок чого, незважаючи на різне число Х-хромосом в чоловічому і жіночому організмах, кількість функціонуючих в них генів зрівняно. Максимально конденсований хроматин під час мітотичного поділу клітин, тоді його можна виявити у вигляді щільних хромосом

Розміри молекул ДНК хромосом величезні. Кожна хромосома представлена ​​однією молекулою ДНК. Вони можуть сягати сотень мікрометрів і навіть сантиметрів. З хромосом людини найбільша – перша; її ДНК має загальну довжину до 7 див. Сумарна довжина молекул ДНК всіх хромосом однієї клітини людини становить 170 див.

Незважаючи на гігантські розміри молекул ДНК, вона досить щільно запакована в хромосомах. Таке специфічне укладання хромосомної ДНК забезпечують білки гістони. Гістони розташовуються за довжиною молекули ДНК як блоків. В один блок входить 8 молекул гістонів, утворюючи нуклеосому (освіта, що складається з нитки ДНК намотаної навколо октамера гістонів). Розмір нуклеосоми близько 10 нм. Нуклеосоми мають вигляд нанизаних на нитку бусинок. Нуклеосоми і ділянки ДНК, що їх з'єднують, щільно упаковані у вигляді спіралі, на кожен виток такої спіралі припадає шість нуклеосом. Так формується структура хромосоми.

Спадкова інформація організму суворо впорядкована за окремими хромосомами. Кожен організм характеризується певним набором хромосом (число, розміри та структура), який називається каріотипом. Каріотип людини представлений двадцятьма чотирма різними хромосомами (22 пари аутосом, Х- та Y-хромосоми). Каріотип – це паспорт виду. Аналіз каріотипу дозволяє виявляти порушення, які можуть призводити до аномалій розвитку, спадкових хвороб або загибелі плодів та ембріонів на ранніх стадіях розвитку.

Довгий час вважали, що каріотип людини складається з 48 хромосом. Однак на початку 1956 було опубліковано повідомлення, згідно з яким число хромосом в каріотипі людини дорівнює 46.

Хромосоми людини різняться за розміром, розташуванням центроміри і вторинних перетяжок. Вперше підрозділ каріотипу на групи було проведено у 1960 р. на конференції у м. Денвері (США). В опис каріотипу людини спочатку було закладено два наступні принципи: розташування хромосом за їх довжиною; угруповання хромосом за розташуванням центроміри (метацентричні, субметацентричні, акроцентричні).

Точна сталість числа хромосом, їх індивідуальність і складність будови свідчать про важливість виконуваної ними функції. Хромосоми виконують функцію головного генетичного апарату клітини. Вони в лінійному порядку розташовані гени, кожен із яких займає строго певне місце (локус) в хромосомі. У кожній хромосомі багато генів, але нормального розвитку організму необхідний набір генів повного хромосомного набору.

Будова та функції ДНК

ДНК- Полімер, мономерами якої є дезоксирибонуклеотиди. Модель просторової будови молекули ДНК у вигляді подвійної спіралі була запропонована в 1953 р. Дж. Вотсоном і Ф. Криком (для побудови цієї моделі вони використовували роботи М. Вілкінса, Р. Франклін, Е. Чаргаффа).

Молекула ДНКутворена двома полинуклеотидными ланцюгами, спірально закрученими друг біля одного разом навколо уявної осі, тобто. являє собою подвійну спіраль (виняток - деякі ДНК-віруси мають одноланцюгову ДНК). Діаметр подвійної спіралі ДНК – 2 нм, відстань між сусідніми нуклеотидами – 0,34 нм, на один оборот спіралі припадає 10 пар нуклеотидів. Довжина молекули може досягати кількох сантиметрів. Молекулярна вага – десятки та сотні мільйонів. Сумарна довжина ДНК ядра клітини людини – близько 2 м. В еукаріотичних клітинах ДНК утворює комплекси з білками та має специфічну просторову конформацію.

Мономер ДНК – нуклеотид (дезоксирибонуклеотид)- складається із залишків трьох речовин: 1) азотистої основи, 2) п'ятивуглецевого моносахариду (пентози) та 3) фосфорної кислоти. Азотисті основи нуклеїнових кислот відносяться до класів піримідинів та пуринів. Піримидинові основи ДНК(мають у складі своєї молекули одне кільце) – тімін, цитозин. Пуринові основи(мають два кільця) - аденін та гуанін.

Моносахарид нуклеотиду ДНК представлений дезоксирибозою.

Назва нуклеотиду є похідною від назви відповідної основи. Нуклеотиди та азотисті основи позначаються великими літерами.

Полінуклеотидний ланцюг утворюється в результаті реакцій конденсації нуклеотидів. При цьому між 3"-вуглецем залишку дезоксирибози одного нуклеотиду та залишком фосфорної кислоти іншого виникає фосфоефірний зв'язок(належить до категорії міцних ковалентних зв'язків). Один кінець полінуклеотидного ланцюга закінчується 5"-вуглецем (його називають 5"-кінцем), інший - 3"-вуглецем (3"-кінцем).

Проти одного ланцюга нуклеотидів розташовується другий ланцюг. Розташування нуклеотидів у цих двох ланцюгах не випадкове, а суворо визначене: проти аденіну одного ланцюга в іншому ланцюгу завжди розташовується тімін, а проти гуаніну - завжди цитозин, між аденіном і тиміном виникають два водневі зв'язки, між гуаніном і цитозином - три водневі зв'язки. Закономірність, згідно з якою нуклеотиди різних ланцюгів ДНК строго впорядковано розташовуються (аденін - тимін, гуанін - цитозин) і вибірково поєднуються один з одним, називається принципом комплементарності. Слід зазначити, що Дж. Вотсон та Ф. Крик дійшли розуміння принципу комплементарності після ознайомлення з роботами Е. Чаргаффа. Е. Чаргафф, вивчивши величезну кількість зразків тканин та органів різних організмів, встановив, що в будь-якому фрагменті ДНК вміст залишків гуаніну завжди точно відповідає змісту цитозину, а аденіну - тиміну ( «правило Чаргафа»), але пояснити цей факт він не зміг.

З принципу комплементарності випливає, що послідовність нуклеотидів одного ланцюга визначає послідовність нуклеотидів іншого.

Ланцюги ДНК антипаралельні (різноспрямовані), тобто. нуклеотиди різних ланцюгів розташовуються в протилежних напрямках, і, отже, навпроти 3"-кінця одного ланцюга знаходиться 5"-кінець іншого. Молекулу ДНК іноді порівнюють із гвинтовими сходами. «Перила» цих сходів - сахарофосфатний остов (залишки дезоксирибози і фосфорної кислоти, що чергуються); «Східці» - комплементарні азотисті основи.

Функція ДНК- Зберігання та передача спадкової інформації.

Репарація («ремонт»)

Репарацієюназивається процес усунення пошкоджень нуклеотидної послідовності ДНК. Здійснюється спеціальними ферментними системами клітини ( ферменти репарації). У процесі відновлення структури ДНК можна виділити такі етапи: 1) ДНК-репаруючі нуклеази розпізнають і видаляють пошкоджену ділянку, в результаті чого в ланцюзі ДНК утворюється пролом; 2) ДНК-полімераза заповнює цей пролом, копіюючи інформацію з другого («хорошого») ланцюга; 3) ДНК-лігаза "зшиває" нуклеотиди, завершуючи репарацію.

Найбільш вивчено три механізми репарації: 1) фоторепарація, 2) ексцизна, або дореплікативна, репарація, 3) постреплікативна репарація.

Зміни структури ДНК відбуваються в клітині постійно під дією реакційно-здатних метаболітів, ультрафіолетового випромінювання, важких металів та їх солей та ін. Тому дефекти систем репарації підвищують швидкість мутаційних процесів, є причиною спадкових захворювань (пігментна ксеродерма, прогерія та ін.).

Будова та функції РНК

РНК- полімер, мономерами якої є рибонуклеотиди. На відміну від ДНК, РНК утворена не двома, а одним полінуклеотидним ланцюжком (виняток - деякі РНК-віруси мають дволанцюгову РНК). Нуклеотиди РНК здатні утворювати водневі зв'язки між собою. Ланцюги РНК значно коротші за ланцюги ДНК.

Мономер РНК – нуклеотид (рибонуклеотид)- складається із залишків трьох речовин: 1) азотистої основи, 2) п'ятивуглецевого моносахариду (пентози) та 3) фосфорної кислоти. Азотисті основи РНК також відносяться до класів піримідинів та пуринів.

Піримидинові основи РНК – урацил, цитозин, пуринові основи – аденін та гуанін. Моносахарид нуклеотиду РНК представлений рибозою.

Виділяють три види РНК: 1) інформаційна(матрична) РНК – іРНК (мРНК), 2) транспортнаРНК – тРНК, 3) рибосомнаРНК – рРНК.

Усі види РНК є нерозгалуженими полінуклеотидами, мають специфічну просторову конформацію і беруть участь у процесах синтезу білка. Інформація про будову всіх видів РНК зберігається у ДНК. Процес синтезу РНК на матриці ДНК називається транскрипцією.

Транспортні РНКмістять зазвичай 76 (від 75 до 95) нуклеотидів; молекулярна маса - 25 000-30 000. На частку тРНК припадає близько 10% від загального вмісту РНК у клітині. Функції тРНК: 1) транспорт амінокислот до місця синтезу білка, до рибосом, 2) трансляційний посередник. У клітині зустрічається близько 40 видів тРНК, кожен із них має характерну лише йому послідовність нуклеотидів. Однак у всіх тРНК є кілька внутрішньомолекулярних комплементарних ділянок, через які тРНК набувають конформації, що нагадує формою лист конюшини. Будь-яка тРНК має петлю для контакту з рибосомою (1), антикодонову петлю (2), петлю для контакту з ферментом (3), акцепторне стебло (4), антикодон (5). Амінокислота приєднується до 3"-кінця акцепторного стебла. Антикодон- Три нуклеотиди, що «пізнають» кодон іРНК. Слід підкреслити, що конкретна тРНК може транспортувати певну амінокислоту, відповідну її антикодону. Специфічність сполуки амінокислоти та тРНК досягається завдяки властивостям ферменту аміноацил-тРНК-синтетазу.

Рибосомні РНКмістять 3000-5000 нуклеотидів; молекулярна маса - 1000000-1500000. На частку рРНК припадає 80-85% від загального вмісту РНК в клітині. У комплексі з рибосомними білками рРНК утворює рибосоми – органоїди, які здійснюють синтез білка. В еукаріотичних клітин синтез рРНК відбувається в ядерцях. Функції рРНК: 1) необхідний структурний компонент рибосом та, таким чином, забезпечення функціонування рибосом; 2) забезпечення взаємодії рибосоми та тРНК; 3) початкове зв'язування рибосоми та кодону-ініціатора іРНК та визначення рамки зчитування; 4) формування активного центру рибосоми.

Інформаційні РНКрізноманітні за вмістом нуклеотидів та молекулярної маси (від 50 000 до 4 000 000). Перед іРНК припадає до 5% від загального вмісту РНК у клітині. Функції іРНК: 1) перенесення генетичної інформації від ДНК до рибосом; 2) матриця для синтезу молекули білка; 3) визначення амінокислотної послідовності первинної структури білкової молекули.

Будова та функції АТФ

Аденозинтрифосфорна кислота (АТФ)- Універсальне джерело та основний акумулятор енергії в живих клітинах. АТФ міститься у всіх клітинах рослин та тварин. Кількість АТФ у середньому становить 0,04% (від сирої маси клітини), найбільша кількість АТФ (0,2–0,5%) міститься у скелетних м'язах.

АТФ складається з залишків: 1) азотистої основи (аденіну); 2) моносахариду (рибози); 3) трьох фосфорних кислот. Оскільки АТФ містить не один, а три залишки фосфорної кислоти, вона відноситься до рибонуклеозидтрифосфатів.

Більшість видів робіт, які у клітинах, використовується енергія гідролізу АТФ. При цьому при відщепленні кінцевого залишку фосфорної кислоти АТФ перетворюється на АДФ (аденозиндифосфорну кислоту), при відщепленні другого залишку фосфорної кислоти - в АМФ (аденозинмонофосфорну кислоту). Вихід вільної енергії при відщепленні як кінцевого, і другого залишків фосфорної кислоти становить по 30,6 кДж. Відщеплення третьої фосфатної групи супроводжується виділенням лише 13,8 кДж. Зв'язки між кінцевим та другим, другим та першим залишками фосфорної кислоти називаються макроергічними (високоенергетичними).

Запаси АТФ постійно поповнюються. У клітинах всіх організмів синтез АТФ відбувається у процесі фосфорилювання, тобто. приєднання фосфорної кислоти до АДФ Фосфорилювання відбувається з різною інтенсивністю при диханні (мітохондрії), гліколізі (цитоплазма), фотосинтезі (хлоропласти).

АТФ є основною сполучною ланкою між процесами, що супроводжуються виділенням і накопиченням енергії, і процесами, що протікають із витратами енергії. Крім цього, АТФ поряд з іншими рибонуклеозидтрифосфатами (ГТФ, ЦТФ, УТФ) є субстратом для синтезу РНК.

Властивості гена

1. дискретність – незмішуваність генів;
2. стабільність – здатність зберігати структуру;
3. лабільність – здатність багаторазово мутувати;
4. множинний алелізм - багато генів існують у популяції у безлічі молекулярних форм;
5. алельність - у генотипі диплоїдних організмів лише дві форми гена;
6. специфічність – кожен ген кодує свою ознаку;
7. плейотропія – множинний ефект гена;
8. експресивність – ступінь виразності гена в ознаці;
9. пенетрантність – частота прояву гена у фенотипі;
10. ампліфікація – збільшення кількості копій гена.

Класифікація

1. Структурні гени - унікальні компоненти геному, що становлять єдину послідовність, що кодує певний білок або деякі види РНК. (Див. також статтю гени домашнього господарства).
2. Функціональні гени – регулюють роботу структурних генів.

Генетичний код- властивий для всіх живих організмів спосіб кодування амінокислотної послідовності білків за допомогою послідовності нуклеотидів.

У ДНК використовується чотири нуклеотиди - аденін (А), гуанін (G), цитозин (С), тимін (T), які в російськомовній літературі позначаються літерами А, Г, Ц та Т. Ці літери становлять алфавіт генетичного коду. У РНК використовуються самі нуклеотиди, крім тіміну, який замінений схожим нуклеотидом - урацилом, який позначається буквою U (У російськомовної літературі). У молекулах ДНК та РНК нуклеотиди вишиковуються в ланцюжки і, таким чином, виходять послідовності генетичних літер.

Генетичний код

Для побудови білків у природі використовується 20 різних амінокислот. Кожен білок є ланцюжком або кількома ланцюжками амінокислот у строго певній послідовності. Ця послідовність визначає будову білка, отже всі його біологічні властивості. Набір амінокислот також універсальний майже всім живих організмів.

Реалізація генетичної інформації в живих клітинах (тобто синтез білка, що кодується геном) здійснюється за допомогою двох матричних процесів: транскрипції (тобто синтезу мРНК на матриці ДНК) та трансляції генетичного коду в амінокислотну послідовність (синтез поліпептидного ланцюга на мРНК). Для кодування 20 амінокислот, а також сигналу стоп, що означає кінець білкової послідовності, достатньо трьох послідовних нуклеотидів. Набір із трьох нуклеотидів називається триплетом. Прийняті скорочення, що відповідають амінокислотам та кодонам, зображені на малюнку.

Властивості

1. Триплетність- Значною одиницею коду є поєднання трьох нуклеотидів (триплет, або кодон).
2. Безперервність- між триплетами немає розділових знаків, тобто інформація зчитується безперервно.
3. Неперекриваність- один і той же нуклеотид не може входити одночасно до складу двох або більше триплетів (не дотримується для деяких генів, що перекриваються, вірусів, мітохондрій і бактерій, які кодують кілька білків, що зчитуються зі зсувом рамки).
4. Однозначність (специфічність)- певний кодон відповідає тільки одній амінокислоті (проте, кодон UGA у Euplotes crassusкодує дві амінокислоти - цистеїн та селеноцистеїн)
5. Виродженість (надмірність)- одній і тій амінокислоті може відповідати кілька кодонів.
6. Універсальність- генетичний код працює однаково в організмах різного рівня складності - від вірусів до людини (на цьому засновані методи генної інженерії; є низка винятків, показаних у таблиці розділу «Варіації стандартного генетичного коду» нижче).
7. Перешкодостійкість- мутації замін нуклеотидів, що не призводять до зміни класу амінокислоти, що кодується, називають консервативними; мутації замін нуклеотидів, що призводять до зміни класу амінокислоти, що кодується, називають радикальними.

Біосинтез білка та його етапи

Біосинтез білка- складний багатостадійний процес синтезу поліпептидного ланцюга з амінокислотних залишків, що відбувається на рибосомах клітин живих організмів за участю молекул мРНК та тРНК.

Біосинтез білка можна розділити на стадії транскрипції, процесингу та трансляції. Під час транскрипції відбувається зчитування генетичної інформації, зашифрованої в молекулах ДНК, і запис цієї інформації молекули мРНК. У ході низки послідовних стадій процесингу з мРНК видаляються деякі фрагменти, непотрібні на наступних стадіях, і відбувається редагування нуклеотидних послідовностей. Після транспортування коду з ядра до рибосом відбувається власне синтез білкових молекул, шляхом приєднання окремих амінокислотних залишків до зростаючого поліпептидного ланцюга.

Між транскрипцією та трансляцією молекула мРНК зазнає ряду послідовних змін, які забезпечують дозрівання функціонуючої матриці для синтезу поліпептидного ланцюжка. До 5-кінця приєднується кеп, а до 3-кінця полі-А хвіст, який збільшує тривалість життя мРНК. З появою процесингу в еукаріотичній клітині стало можливим комбінування екзонів гена для отримання більшого розмаїття білків, що кодується єдиною послідовністю нуклеотидів ДНК, - альтернативний сплайсинг.

Трансляція полягає у синтезі поліпептидного ланцюга відповідно до інформації, закодованої в матричній РНК. Амінокислотна послідовність вибудовується за допомогою транспортнихРНК (тРНК), які утворюють з амінокислотами комплекси – аміноацил-тРНК. Кожній амінокислоті відповідає своя тРНК, що має відповідний антикодон, «відповідний» до кодону мРНК. Під час трансляції рибосома рухається вздовж мРНК, при цьому нарощується поліпептидний ланцюг. Енергією біосинтез білка забезпечується рахунок АТФ.

Готова білкова молекула потім відщеплюється від рибосоми та транспортується у потрібне місце клітини. Для досягнення активного стану деякі білки вимагають додаткової посттрансляційної модифікації.

Причини мутацій

Мутації поділяються на спонтанніі індуковані. Спонтанні мутації виникають спонтанно протягом усього життя організму в нормальних для нього умовах довкілля з частотою близько 10 - 9 - 10 - 12 на нуклеотид за клітинну генерацію.

Індукованими мутаціями називають успадковані зміни геному, що виникають в результаті тих чи інших мутагенних впливів у штучних (експериментальних) умовах або за несприятливих впливів навколишнього середовища.

Мутації з'являються постійно під час процесів, які у живої клітині. Основні процеси, що призводять до виникнення мутацій – реплікація ДНК, порушення репарації ДНК та генетична рекомбінація.

Роль мутацій в еволюції

При істотній зміні умов існування ті мутації, які раніше були шкідливими, можуть бути корисними. Таким чином, мутації є матеріалом природного відбору. Так, мутанти-меланісти (темнозабарвлені особини) у популяціях березової п'ядениці в Англії вперше були виявлені вченими серед типових світлих особин у середині XIX століття. Темне фарбування виникає в результаті мутації одного гена. Метелики проводять день на стовбурах і гілках дерев, зазвичай покритих лишайниками, на тлі яких світле забарвлення маскує. Внаслідок промислової революції, що супроводжується забрудненням атмосфери, лишайники загинули, а світлі стовбури беріз покрилися кіптявою. В результаті до середини XX століття (за 50-100 поколінь) у промислових районах темна морфа майже повністю витіснила світлу. Було показано, що головна причина переважного виживання чорної форми – хижацтво птахів, які вибірково виїдали світлих метеликів у забруднених районах.

Якщо мутація торкається «мовчазних» ділянок ДНК, або призводить до заміни одного елемента генетичного коду на синонімічний, то вона зазвичай ніяк не проявляється у фенотипі (прояв такої синонімічної заміни може бути пов'язаний з різною частотою вживання кодонів). Однак методами генного аналізу такі мутації можна виявити. Оскільки найчастіше мутації відбуваються в результаті природних причин, то в припущенні, що основні властивості довкілля не змінювалися, виходить, що частота мутацій повинна бути приблизно постійною. Цей факт можна використовувати для дослідження філогенії - вивчення походження та споріднених зв'язків різних таксонів, у тому числі й людини. Таким чином, мутації в мовчазних генах служать для дослідників своєрідним «молекулярним годинником». Теорія «молекулярного годинника» виходить також з того, що більшість мутацій нейтральні, і швидкість їх накопичення в даному гені не залежить або слабо залежить від дії природного відбору і тому залишається постійною протягом тривалого часу. Для різних генів ця швидкість, проте, відрізнятиметься.

Дослідження мутацій в мітохондріальній ДНК (успадковується по материнській лінії) та в Y-хромосомах (успадковується по батьківській лінії) широко використовується в еволюційній біології для вивчення походження рас та народностей, реконструкції біологічного розвитку людства.

Будова клітини

Будова клітин

Усі клітинні форми життя землі можна розділити на два надцарства виходячи з будови складових їх клітин - прокаріоти (доядерні) і еукаріоти (ядерні). Прокаріотичні клітини - простіші за будовою, мабуть, вони виникли в процесі еволюції раніше. Еукаріотичні клітини - складніші, виникли пізніше. Клітини, що становлять тіло людини, є еукаріотичними.

Попри різноманіття форм організація клітин всіх живих організмів підпорядкована єдиним структурним принципам.

Живий вміст клітини – протопласт – відокремлено від навколишнього середовища плазматичною мембраною, або плазмалемою. Усередині клітина заповнена цитоплазмою, у якій розташовані різні органоїди та клітинні включення, а також генетичний матеріал у вигляді молекули ДНК. Кожен із органоїдів клітини виконує свою особливу функцію, а разом вони визначають життєдіяльність клітини загалом.

Прокаріотична клітина

Будова типової клітини прокаріотів: капсула, клітинна стінка, плазмалема, цитоплазма, рибосоми, плазміда, пили, джгутик, нуклеоїд.

Прокаріоти(Від лат. pro- Перед, до і грец. κάρῠον - ядро, горіх) - організми, що не володіють, на відміну від еукаріотів, оформленим клітинним ядром та іншими внутрішніми мембранними органоїдами (за винятком плоских цистерн у фотосинтезуючих видів, наприклад, у ціанобактерій). Єдина велика кільцева (у деяких видів - лінійна) дволанцюжкова молекула ДНК, в якій міститься основна частина генетичного матеріалу клітини (так званий нуклеоїд), не утворює комплексу з білками-гістонами (так званого хроматину). До прокаріотів належать бактерії, у тому числі ціанобактерії (синьо-зелені водорості), та археї. Нащадками прокаріотичних клітин є органели еукаріотичних клітин – мітохондрії та пластиди.

Еукаріотична клітина(евкаріоти) (від грец. ευ - добре, повністю і κάρῠον - ядро, горіх) - організми, що володіють, на відміну від прокаріотів, оформленим клітинним ядром, відмежованим від цитоплазми ядерною оболонкою. Генетичний матеріал укладений у кількох лінійних дволанцюгових молекулах ДНК (залежно від виду організмів їх число на ядро ​​може коливатися від двох до декількох сотень), прикріплених зсередини до мембрани клітинного ядра і які утворюють у переважній більшості (крім динофлагелят) комплекс з білками-гістонами. хроматином. У клітинах еукаріотів є система внутрішніх мембран, що утворюють, крім ядра, ряд інших органоїдів (ендоплазматична мережа, апарат Гольджі та ін.). Крім того, у переважної більшості є постійні внутрішньоклітинні симбіонти-прокаріоти - мітохондрії, а у водоростей та рослин - також і пластиди.

Будова еукаріотичної клітини

Схематичне зображення тваринної клітки. (При натисканні на якусь із назв складових частин клітини, буде здійснено перехід на відповідну статтю.)

Еукаріотичні клітинивід найпростіших організмів до клітин вищих рослин та ссавців, відрізняються складністю та різноманітністю структури. Типовою еукаріотичної клітининемає, але з тисяч типів клітин можна назвати загальні риси. Кожна еукаріотична клітинаскладається з цитоплазми та ядра.

Будова еукаріотичної клітини.

Плазмалема(клітинна оболонка) тварин клітин утворена мембраною, покритою зовні шаром глікокаліксу завтовшки 10-20 нм. Плазмалемавиконує відмежовуючу, бар'єрну, транспортну та рецепторну функції. Завдяки властивості вибіркової проникності плазмалема регулює хімічний склад внутрішнього середовища клітини. У плазмалемі розміщені молекули рецепторів, які вибірково розпізнають певні біологічно активні речовини (гормони). У пластах та шарах сусідні клітини утримуються завдяки наявності різного виду контактів, які представлені ділянками плазмалеми, що мають особливу будову. Зсередини до мембрани примикає кортикальний шар. цитоплазмизавтовшки 0,1-0,5 мкм.

цитоплазма.У цитоплазмі перебуває ціла низка оформлених структур, мають закономірні особливості будови та поведінки у різні періоди життєдіяльності клітини. Кожна з цих структур має певну функцію. Звідси виникло зіставлення їх із органами цілого організму, у зв'язку з чим вони отримали назву органели, або органоїди. У цитоплазмі відкладаються різні речовини – включення (глікоген, краплі жиру, пігменти). Цитоплазма пронизана мембранами ендоплазматичної мережі.

Ендоплазматична мережа (ЕРС). Ендоплазматична мережа – це розгалужена мережа каналів та порожнин у цитоплазмі клітини, утворена мембранами. На мембранах каналів є численні ферменти, що забезпечують життєдіяльність клітини. Розрізняють 2 види мембран ЕРС - гладкі та шорсткі. На мембранах гладкої ендоплазматичної мережізнаходяться ферментні системи, що беруть участь у жировому та вуглеводному обміні. Основна функція шорсткої ендоплазматичної мережі- синтез білків, що здійснюється у рибосомах, прикріплених до мембран. Ендоплазматична мережа- це загальна внутрішньоклітинна циркуляційна система, каналами якої транспортуються речовини всередині клітини і з клітини в клітину.

Рибосомиздійснюють функцію синтезу білків. Рибосоми є сферичні частинки діаметром 15-35нм, що складаються з 2 субодиниць нерівних розмірів і містять приблизно рівну кількість білків і РНК . Рибосоми у цитоплазмі розташовуються або прикріплюються до зовнішньої поверхні мембран ендоплазматичної мережі. Залежно від типу синтезованого білка рибосоми можуть об'єднуватися в комплекси - полірибосоми. Рибосоми є у всіх типах клітин.

Гольджі комплекс.Основним структурним елементом комплексу Гольджіє гладкою мембраною, яка утворює пакети сплощених цистерн, або великі вакуолі, або дрібні бульбашки. Цистерни комплексу Гольджі пов'язані з каналами ендоплазматичної мережі. Синтезовані на мембранах ендоплазматичної мережі білки, полісахариди, жири транспортуються до комплексу, конденсуються всередині його структур і "упаковуються" у вигляді секрету, готового до виділення, або використовуються в самій клітині у процесі її життєдіяльності.

Мітохондрії.Загальне поширення мітохондрій у тваринному та рослинному світі вказують на важливу роль, яку мітохондріїграють у клітці. Мітохондріїмають форму сферичних, овальних та циліндричних тілець, можуть бути ниткоподібної форми. Розміри мітохондрій 0,2-1мкм у діаметрі, до 5-7мкм у довжину. Довжина ниткоподібних форм сягає 15-20мкм. Кількість мітохондрій у клітинах різних тканин неоднакова, їх більше там, де інтенсивні синтетичні процеси (печінка) чи великі витрати енергії. Стінка мітохондрій складається з 2-х мембран - зовнішньої та внутрішньої. Зовнішня мембрана гладка, а від внутрішньої внутрішньо органоїду відходять перегородки - гребені, або кристи. На мембранах христ знаходяться численні ферменти, що беруть участь в енергетичному обміні. Основна функція мітохондрій - синтез АТФ.

Лізосоми- невеликі овальні тільця діаметром близько 0,4 мкм, оточені однією тришаровою мембраною. У лізосомах знаходиться близько 30 ферментів, здатних розщеплювати білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди, ліпіди та ін. Розщеплення речовин за допомогою ферментів називається лізисомтому і органоїд названо лізосомою. Вважають, що лізосоми утворюються із структур комплексу Гольджі або безпосередньо з ендоплазматичної мережі. Функції лізосом : внутрішньоклітинне перетравлення харчових речовин, руйнування структури самої клітини при її відмиранні в ході ембріонального розвитку, коли відбувається заміна зародкових тканин на постійні та в ряді інших випадків.

Центріолі.Клітинний центр складається з двох дуже маленьких тілець циліндричної форми, розташованих під прямим кутом один до одного. Ці тільця називаються центріолями. Стінка центріолі складається з 9 пар мікротрубочок. Центріолі здатні до самоскладання і відносяться до органів цитоплазми, що самовідтворюються. Центріолі відіграють важливу роль у клітинному поділі: від них починається зростання мікротрубочок, що утворюють веретено поділу.

Ядро.Ядро – найважливіша складова частина клітини. Воно містить молекули ДНК і тому виконує дві основні функції: 1) зберігання та відтворення генетичної інформації; 2) регуляція процесів обміну речовин, що протікають у клітині. Клітина втратила ядроне може існувати. Ядро також нездатне до самостійного існування. Більшість клітин має одне ядро, але можна спостерігати 2-3 ядра в одній клітині, наприклад, у клітинах печінки. Відомі багатоядерні клітини з кількістю ядер на кілька десятків. Форми ядер залежить від форми клітини. Ядра бувають кулясті, багатолопатеві. Ядро оточене оболонкою, що складається з двох мембран, що мають звичайну тришарову будову. Зовнішня ядерна мембрана вкрита рибосомами, внутрішня мембрана гладка. Головну роль життєдіяльності ядра грає обмін речовин між ядром і цитоплазмою. Вміст ядра включає ядерний сік, або каріоплазму, хроматин та ядерце. До складу ядерного соку входять різні білки, у тому числі більшість ферментів ядра, вільні нуклеотиди, амінокислоти, продукти діяльності ядерця та хроматину, що переміщуються з ядра до цитоплазми. Хроматинмістить ДНК, білки і являє собою спіралізовані та ущільнені ділянки хромосом. Ядрішкоявляє собою щільне округле тільце, що міститься в ядерному соку. Число ядерців коливається від 1 до 5-7 і більше. Ядерця є тільки в ядрах, що не діляться, під час мітозу вони зникають, а після завершення розподіл утворюються знову. Ядро не є самостійним органоїдом клітини, воно позбавлене мембрани і утворюється навколо ділянки хромосоми, в якій закодована структура рРНК. У ядерці формуються рибосоми, які потім переміщуються до цитоплазми. Хроматиномназивають глибки, гранули і сетевидні структури ядра, що інтенсивно забарвлюються деякими барвниками і відмінні формою від ядерця.