Golgi-Komplex ist eine Membranstruktur, die jeder eukaryotischen Zelle innewohnt.

Golgi-Apparat vorgestellt abgeflachte Tanks(oder Beutel) in einem Stapel gesammelt. Jeder Tank ist leicht gebogen und hat konvexe und konkave Oberflächen. Der durchschnittliche Durchmesser der Tanks beträgt etwa 1 Mikrometer. In der Mitte des Tanks sind seine Membranen näher zusammengeführt und an der Peripherie bilden sie oft Verlängerungen oder Ampullen, von denen sie abgetrennt werden Blasen. Es werden Pakete aus Flachtanks mit einer durchschnittlichen Anzahl von etwa 5-10 Stück gebildet dictyosome. Neben Zisternen enthält der Golgi-Komplex Transport- und sekretorische Vesikel. Beim Dictyosom werden entsprechend der Krümmungsrichtung der gekrümmten Oberflächen der Tanks zwei Oberflächen unterschieden. Eine konvexe Fläche heißt unreif oder cis-Oberfläche. Es liegt dem Kern bzw. den Tubuli des granulären endoplasmatischen Retikulums gegenüber und ist mit diesem durch Vesikel verbunden, die sich vom granulären Retikulum lösen und Proteinmoleküle zur Reifung und Bildung in der Membran zum Dictyosom bringen. Die gegenüberliegende Oberfläche des Dictyosoms ist konkav. Es ist dem Plasmalemma zugewandt und wird als reif bezeichnet, weil aus seinen Membranen sekretorische Vesikel austreten, die Sekretionsprodukte enthalten, die zur Entfernung aus der Zelle bereitstehen.

Der Golgi-Komplex ist beteiligt an:

• bei der Ansammlung von Produkten, die im endoplasmatischen Retikulum synthetisiert werden,
• in ihrer chemischen Umstrukturierung und Reifung.

IN Zisternen des Golgi-Komplexes Polysaccharide werden synthetisiert und mit Proteinmolekülen kombiniert.

Einer von Hauptfunktionen Golgi-Komplex - Bildung fertiger Sekretionsprodukte, die durch Exozytose außerhalb der Zelle entfernt werden. Die wichtigsten Funktionen des Golgi-Komplexes für die Zelle sind ebenfalls Erneuerung der Zellmembranen, einschließlich Bereichen des Plasmalemmas, sowie Ersatz von Plasmalemma-Defekten im Prozess der sekretorischen Aktivität der Zelle.

Der Golgi-Komplex wird berücksichtigt Quelle der Bildung primärer Lysosomen, obwohl ihre Enzyme auch im körnigen Netzwerk synthetisiert werden. Lysosomen sind intrazellulär gebildete sekretorische Vakuolen, die mit hydrolytischen Enzymen gefüllt sind, die für die Prozesse der Phago- und Autophagozytose notwendig sind. Auf lichtoptischer Ebene können Lysosomen identifiziert und der Grad ihrer Entwicklung in der Zelle anhand der Aktivität der histochemischen Reaktion auf saure Phosphatase, einem wichtigen lysosomalen Enzym, beurteilt werden. Elektronenmikroskopisch werden Lysosomen als Vesikel definiert, die durch eine Membran vom Hyaloplasma begrenzt werden. Herkömmlicherweise gibt es 4 Haupttypen von Lysosomen:

• primär,
• sekundäre Lysosomen,
• Autophagosomen,
• Restkörper.

Primäre Lysosomen- Dies sind kleine Membranvesikel (ihr durchschnittlicher Durchmesser beträgt etwa 100 nm), die mit einem homogenen, fein verteilten Inhalt gefüllt sind, bei dem es sich um eine Reihe hydrolytischer Enzyme handelt. In Lysosomen wurden etwa 40 Enzyme identifiziert (Proteasen, Nukleasen, Glykosidasen, Phosphorylasen, Sulfatasen), deren optimale Wirkungsweise auf ein saures Milieu (pH 5) ausgelegt ist. Lysosomale Membranen enthalten spezielle Trägerproteine ​​für den Transport hydrolytischer Spaltprodukte – Aminosäuren, Zucker und Nukleotide – vom Lysosom zum Hyaloplasma. Die Lysosomenmembran ist resistent gegen hydrolytische Enzyme.

Sekundäre Lysosomen entstehen durch die Fusion primärer Lysosomen mit endozytischen oder pinozytotischen Vakuolen. Mit anderen Worten handelt es sich bei sekundären Lysosomen um intrazelluläre Verdauungsvakuolen, deren Enzyme von primären Lysosomen bereitgestellt werden und deren Verdauungsmaterial von der endozytischen (pinozytotischen) Vakuole bereitgestellt wird. Der Aufbau sekundärer Lysosomen ist sehr vielfältig und verändert sich beim hydrolytischen Abbau des Inhalts. Lysosomenenzyme zersetzen biologische Substanzen, die in die Zelle gelangt sind, was zur Bildung von Monomeren führt, die durch die Lysosomenmembran in das Hyaloplasma transportiert werden, wo sie genutzt oder in verschiedene Synthese- und Stoffwechselreaktionen einbezogen werden.

Wenn zelleigene Strukturen (alternde Organellen, Einschlüsse usw.) einer Interaktion mit primären Lysosomen und einer hydrolytischen Spaltung durch deren Enzyme unterliegen, Autophagosom. Autophagozytose ist ein natürlicher Prozess im Leben einer Zelle und spielt eine große Rolle bei der Erneuerung ihrer Strukturen während der intrazellulären Regeneration.

Restkörper Dies ist eines der Endstadien der Existenz von Phago- und Autolysosomen und wird bei unvollständiger Phago- oder Autophagozytose nachgewiesen und anschließend durch Exozytose aus der Zelle freigesetzt. Ihr Inhalt ist verdichtet, und häufig wird eine sekundäre Strukturierung unverdauter Verbindungen beobachtet (z. B. bilden Lipide komplexe Schichtformationen).

Organoide- permanente, notwendigerweise vorhandene Bestandteile der Zelle, die bestimmte Funktionen erfüllen.

Endoplasmatisches Retikulum

Endoplasmatisches Retikulum (ER), oder endoplasmatisches Retikulum (ER) ist ein Einzelmembranorganell. Es handelt sich um ein System von Membranen, die „Zisternen“ und Kanäle bilden, die miteinander verbunden sind und einen einzigen Innenraum begrenzen – die EPS-Hohlräume. Die Membranen sind auf der einen Seite mit der Zytoplasmamembran und auf der anderen Seite mit der äußeren Kernmembran verbunden. Es gibt zwei Arten von EPS: 1) rau (körnig), das auf seiner Oberfläche Ribosomen enthält, und 2) glatt (agranulär), dessen Membranen keine Ribosomen tragen.

Funktionen: 1) Stofftransport von einem Teil der Zelle zum anderen, 2) Aufteilung des Zellzytoplasmas in Kompartimente („Kompartimente“), 3) Synthese von Kohlenhydraten und Lipiden (glattes ER), 4) Proteinsynthese (raues ER), 5) Ort der Bildung des Golgi-Apparats .

Oder Golgi-Komplex ist ein Einzelmembranorganell. Es besteht aus Stapeln abgeflachter „Zisternen“ mit verbreiterten Rändern. Mit ihnen verbunden ist ein System kleiner Einzelmembranvesikel (Golgi-Vesikel). Jeder Stapel besteht normalerweise aus 4-6 „Zisternen“, ist eine strukturelle und funktionelle Einheit des Golgi-Apparats und wird als Dictyosom bezeichnet. Die Anzahl der Dictyosomen in einer Zelle liegt zwischen einem und mehreren Hundert. In Pflanzenzellen werden Dictyosomen isoliert.

Der Golgi-Apparat befindet sich meist in der Nähe des Zellkerns (bei tierischen Zellen oft in der Nähe des Zellzentrums).

Funktionen des Golgi-Apparats: 1) Akkumulation von Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten, 2) Modifikation ankommender organischer Substanzen, 3) „Verpackung“ von Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten in Membranvesikeln, 4) Sekretion von Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten, 5) Synthese von Kohlenhydraten und Lipiden , 6) Ort der Bildung Lysosomen Die sekretorische Funktion ist die wichtigste, daher ist der Golgi-Apparat in sekretorischen Zellen gut entwickelt.

Lysosomen

Lysosomen- Einzelmembranorganellen. Es handelt sich um kleine Bläschen (Durchmesser 0,2 bis 0,8 Mikrometer), die eine Reihe hydrolytischer Enzyme enthalten. Enzyme werden im rauen ER synthetisiert und gelangen zum Golgi-Apparat, wo sie modifiziert und in Membranvesikel verpackt werden, die nach der Trennung vom Golgi-Apparat selbst zu Lysosomen werden. Ein Lysosom kann 20 bis 60 verschiedene Arten hydrolytischer Enzyme enthalten. Den Abbau von Stoffen mittels Enzymen nennt man Lyse.

Es gibt: 1) primäre Lysosomen, 2) sekundäre Lysosomen. Primär werden Lysosomen genannt, die vom Golgi-Apparat abgelöst werden. Primäre Lysosomen sind ein Faktor, der die Exozytose von Enzymen aus der Zelle gewährleistet.

Sekundär werden Lysosomen genannt, die durch die Fusion primärer Lysosomen mit endozytischen Vakuolen entstehen. In diesem Fall verdauen sie Substanzen, die durch Phagozytose oder Pinozytose in die Zelle gelangen, weshalb man sie als Verdauungsvakuolen bezeichnen kann.

Autophagie- der Prozess der Zerstörung von für die Zelle unnötigen Strukturen. Zunächst wird die zu zerstörende Struktur von einer einzigen Membran umgeben, dann verschmilzt die entstandene Membrankapsel mit dem primären Lysosom, wodurch ein sekundäres Lysosom (autophagische Vakuole) entsteht, in dem diese Struktur verdaut wird. Die Verdauungsprodukte werden vom Zellzytoplasma absorbiert, ein Teil des Materials bleibt jedoch unverdaut. Das sekundäre Lysosom, das dieses unverdaute Material enthält, wird Restkörper genannt. Durch Exozytose werden unverdaute Partikel aus der Zelle entfernt.

Autolyse- Selbstzerstörung der Zelle, die durch die Freisetzung von Lysosomeninhalten auftritt. Normalerweise tritt Autolyse während der Metamorphose (Verschwinden des Schwanzes bei einer Kaulquappe von Fröschen), der Rückbildung der Gebärmutter nach der Geburt und in Bereichen mit Gewebenekrose auf.

Funktionen von Lysosomen: 1) intrazelluläre Verdauung organischer Substanzen, 2) Zerstörung unnötiger zellulärer und nichtzellulärer Strukturen, 3) Beteiligung an den Prozessen der Zellreorganisation.

Vakuolen

Vakuolen- Einmembranorganellen sind „Behälter“, die mit wässrigen Lösungen organischer und anorganischer Substanzen gefüllt sind. Der ER- und Golgi-Apparat sind an der Bildung von Vakuolen beteiligt. Junge Pflanzenzellen enthalten viele kleine Vakuolen, die dann, wenn die Zellen wachsen und sich differenzieren, miteinander verschmelzen und eine große bilden zentrale Vakuole. Die zentrale Vakuole kann bis zu 95 % des Volumens einer reifen Zelle einnehmen; Kern und Organellen werden in Richtung Zellmembran gedrückt. Die Membran, die die Pflanzenvakuole begrenzt, wird Tonoplast genannt. Die Flüssigkeit, die eine Pflanzenvakuole füllt, wird genannt Zellflüssigkeit. Zur Zusammensetzung des Zellsafts gehören wasserlösliche organische und anorganische Salze, Monosaccharide, Disaccharide, Aminosäuren, finale oder toxische Stoffwechselprodukte (Glykoside, Alkaloide) und einige Pigmente (Anthocyane).

Tierische Zellen enthalten kleine Verdauungs- und Autophagie-Vakuolen, die zur Gruppe der sekundären Lysosomen gehören und hydrolytische Enzyme enthalten. Einzellige Tiere haben auch kontraktile Vakuolen, die die Funktion der Osmoregulation und Ausscheidung übernehmen.

Funktionen der Vakuole: 1) Ansammlung und Speicherung von Wasser, 2) Regulierung des Wasser-Salz-Stoffwechsels, 3) Aufrechterhaltung des Turgordrucks, 4) Ansammlung wasserlöslicher Metaboliten, Reservenährstoffe, 5) Färbung von Blüten und Früchten und dadurch Anziehung von Bestäubern und Samenverbreitern , 6) vgl. Funktionen von Lysosomen.

Es bilden sich das endoplasmatische Retikulum, der Golgi-Apparat, Lysosomen und Vakuolen einzelnes vakuoläres Netzwerk der Zelle, deren einzelne Elemente sich ineinander verwandeln können.

Mitochondrien

1 - äußere Membran;
2 - innere Membran; 3 - Matrix; 4 - Crista; 5 - Multienzymsystem; 6 – zirkuläre DNA.

Form, Größe und Anzahl der Mitochondrien variieren enorm. Mitochondrien können stäbchenförmig, rund, spiralförmig, becherförmig oder verzweigt sein. Die Länge der Mitochondrien reicht von 1,5 bis 10 µm, der Durchmesser von 0,25 bis 1,00 µm. Die Zahl der Mitochondrien in einer Zelle kann mehrere Tausend erreichen und hängt von der Stoffwechselaktivität der Zelle ab.

Das Mitochondrium wird von zwei Membranen begrenzt. Die äußere Membran der Mitochondrien (1) ist glatt, die innere (2) bildet zahlreiche Falten – Cristas(4). Cristae vergrößern die Oberfläche der inneren Membran, auf der sich Multienzymsysteme (5) befinden, die an der Synthese von ATP-Molekülen beteiligt sind. Der Innenraum der Mitochondrien ist mit Matrix (3) gefüllt. Die Matrix enthält zirkuläre DNA (6), spezifische mRNA, Ribosomen vom prokaryotischen Typ (70S-Typ) und Enzyme des Krebszyklus.

Mitochondriale DNA ist nicht mit Proteinen verbunden („nackt“), ist an der Innenmembran des Mitochondriums befestigt und trägt Informationen über die Struktur von etwa 30 Proteinen. Um ein Mitochondrium aufzubauen, sind viel mehr Proteine ​​erforderlich, sodass Informationen über die meisten mitochondrialen Proteine ​​in der Kern-DNA enthalten sind und diese Proteine ​​im Zytoplasma der Zelle synthetisiert werden. Mitochondrien sind in der Lage, sich durch Teilung in zwei Teile autonom zu vermehren. Zwischen der äußeren und inneren Membran befindet sich Protonenreservoir, wobei eine H + -Anreicherung auftritt.

Funktionen der Mitochondrien: 1) ATP-Synthese, 2) Sauerstoffabbau organischer Substanzen.

Einer Hypothese zufolge (der Theorie der Symbiogenese) entstanden Mitochondrien aus alten, frei lebenden aeroben prokaryotischen Organismen, die, nachdem sie versehentlich in die Wirtszelle eingedrungen waren, mit dieser einen für beide Seiten vorteilhaften symbiotischen Komplex bildeten. Die folgenden Daten stützen diese Hypothese. Erstens weist mitochondriale DNA die gleichen Strukturmerkmale auf wie die DNA moderner Bakterien (in einem Ring geschlossen, nicht mit Proteinen verbunden). Zweitens gehören mitochondriale Ribosomen und bakterielle Ribosomen zum gleichen Typ – dem 70S-Typ. Drittens ähnelt der Mechanismus der Mitochondrienspaltung dem von Bakterien. Viertens wird die Synthese mitochondrialer und bakterieller Proteine ​​durch dieselben Antibiotika unterdrückt.

Plastiden

1 - äußere Membran; 2 - innere Membran; 3 - Stroma; 4 - Thylakoid; 5 - Grana; 6 - Lamellen; 7 - Stärkekörner; 8 - Lipidtropfen.

Plastiden sind nur für Pflanzenzellen charakteristisch. Unterscheiden drei Haupttypen von Plastiden: Leukoplasten sind farblose Plastiden in den Zellen ungefärbter Pflanzenteile, Chromoplasten sind farbige Plastiden, meist gelb, rot und orange, Chloroplasten sind grüne Plastiden.

Chloroplasten. In den Zellen höherer Pflanzen haben Chloroplasten die Form einer bikonvexen Linse. Die Länge der Chloroplasten liegt zwischen 5 und 10 µm, der Durchmesser zwischen 2 und 4 µm. Chloroplasten werden von zwei Membranen begrenzt. Die äußere Membran (1) ist glatt, die innere (2) weist eine komplexe Faltstruktur auf. Die kleinste Falte wird aufgerufen Thylakoid(4). Man nennt eine Gruppe von Thylakoiden, die wie ein Münzstapel angeordnet sind Facette(5). Der Chloroplast enthält durchschnittlich 40–60 Körner, die schachbrettartig angeordnet sind. Die Granae sind durch abgeflachte Kanäle miteinander verbunden - Lamellen(6). Die Thylakoidmembranen enthalten photosynthetische Pigmente und Enzyme, die für die ATP-Synthese sorgen. Das wichtigste photosynthetische Pigment ist Chlorophyll, das die grüne Farbe von Chloroplasten bestimmt.

Der Innenraum der Chloroplasten ist gefüllt Stroma(3). Das Stroma enthält zirkuläre „nackte“ DNA, Ribosomen vom 70S-Typ, Enzyme des Calvin-Zyklus und Stärkekörner (7). In jedem Thylakoid befindet sich ein Protonenreservoir, in dem sich H+ ansammelt. Chloroplasten sind wie Mitochondrien zur autonomen Fortpflanzung fähig, indem sie sich in zwei Teile teilen. Sie kommen in den Zellen der grünen Teile höherer Pflanzen vor, insbesondere in vielen Chloroplasten in Blättern und grünen Früchten. Chloroplasten niederer Pflanzen werden Chromatophore genannt.

Funktion von Chloroplasten: Photosynthese. Es wird angenommen, dass Chloroplasten aus alten endosymbiotischen Cyanobakterien stammen (Symbiogenese-Theorie). Grundlage dieser Annahme ist die Ähnlichkeit von Chloroplasten und modernen Bakterien in einer Reihe von Merkmalen (zirkuläre, „nackte“ DNA, Ribosomen vom 70S-Typ, Fortpflanzungsmethode).

Leukoplasten. Die Form variiert (kugelförmig, rund, schalenförmig usw.). Leukoplasten werden von zwei Membranen begrenzt. Die äußere Membran ist glatt, die innere bildet wenige Thylakoide. Das Stroma enthält zirkuläre „nackte“ DNA, Ribosomen vom 70S-Typ und Enzyme für die Synthese und Hydrolyse von Reservenährstoffen. Es sind keine Pigmente vorhanden. Besonders viele Leukoplasten weisen die Zellen der unterirdischen Organe der Pflanze (Wurzeln, Knollen, Rhizome etc.) auf. Funktion von Leukoplasten: Synthese, Anreicherung und Speicherung von Reservenährstoffen. Amyloplasten- Leukoplasten, die Stärke synthetisieren und ansammeln, Elaioplasten- Öle, Proteinoplasten- Proteine. Im gleichen Leukoplasten können sich unterschiedliche Stoffe ansammeln.

Chromoplasten. Von zwei Membranen begrenzt. Die äußere Membran ist glatt, die innere Membran ist entweder glatt oder bildet einzelne Thylakoide. Das Stroma enthält zirkuläre DNA und Pigmente – Carotinoide, die den Chromoplasten eine gelbe, rote oder orange Farbe verleihen. Die Form der Ansammlung von Pigmenten ist unterschiedlich: in Form von Kristallen, gelöst in Lipidtröpfchen (8) usw. Sie sind in den Zellen reifer Früchte, Blütenblätter, Herbstblätter und seltener in Wurzelgemüse enthalten. Chromoplasten gelten als letztes Stadium der Plastidenentwicklung.

Funktion von Chromoplasten: Färbt Blumen und Früchte und lockt dadurch Bestäuber und Samenverbreiter an.

Aus Proplastiden können alle Arten von Plastiden gebildet werden. Proplastiden- kleine Organellen, die in meristematischen Geweben enthalten sind. Da Plastiden einen gemeinsamen Ursprung haben, sind gegenseitige Umwandlungen zwischen ihnen möglich. Leukoplasten können sich in Chloroplasten verwandeln (Grünfärbung von Kartoffelknollen im Licht), Chloroplasten – in Chromoplasten (Gelbfärbung von Blättern und Rötung von Früchten). Die Umwandlung von Chromoplasten in Leukoplasten oder Chloroplasten gilt als unmöglich.

Ribosomen

1 - große Untereinheit; 2 - kleine Untereinheit.

Ribosomen- Nichtmembranorganellen, Durchmesser ca. 20 nm. Ribosomen bestehen aus zwei Untereinheiten – einer großen und einer kleinen –, in die sie dissoziieren können. Die chemische Zusammensetzung von Ribosomen besteht aus Proteinen und rRNA. rRNA-Moleküle machen 50–63 % der Masse des Ribosoms aus und bilden dessen Strukturgerüst. Es gibt zwei Arten von Ribosomen: 1) eukaryotische (mit Sedimentationskonstanten für das gesamte Ribosom – 80S, kleine Untereinheit – 40S, große – 60S) und 2) prokaryotische (jeweils 70S, 30S, 50S).

Ribosomen vom eukaryotischen Typ enthalten 4 rRNA-Moleküle und etwa 100 Proteinmoleküle, während der prokaryotische Typ 3 rRNA-Moleküle und etwa 55 Proteinmoleküle enthält. Während der Proteinbiosynthese können Ribosomen einzeln „arbeiten“ oder sich zu Komplexen verbinden – Polyribosomen (Polysomen). In solchen Komplexen sind sie durch ein mRNA-Molekül miteinander verbunden. Prokaryontische Zellen haben nur Ribosomen vom 70S-Typ. Eukaryontische Zellen verfügen sowohl über Ribosomen vom 80S-Typ (raue EPS-Membranen, Zytoplasma) als auch vom 70S-Typ (Mitochondrien, Chloroplasten).

Im Nukleolus werden eukaryotische ribosomale Untereinheiten gebildet. Die Kombination von Untereinheiten zu einem gesamten Ribosom erfolgt im Zytoplasma, normalerweise während der Proteinbiosynthese.

Funktion der Ribosomen: Aufbau einer Polypeptidkette (Proteinsynthese).

Zytoskelett

Zytoskelett besteht aus Mikrotubuli und Mikrofilamenten. Mikrotubuli sind zylindrische, unverzweigte Strukturen. Die Länge der Mikrotubuli liegt zwischen 100 µm und 1 mm, der Durchmesser beträgt etwa 24 nm und die Wandstärke beträgt 5 nm. Der wichtigste chemische Bestandteil ist das Protein Tubulin. Mikrotubuli werden durch Colchicin zerstört. Mikrofilamente sind Filamente mit einem Durchmesser von 5–7 nm und bestehen aus dem Protein Aktin. Mikrotubuli und Mikrofilamente bilden im Zytoplasma komplexe Gewebe. Funktionen des Zytoskeletts: 1) Bestimmung der Zellform, 2) Unterstützung der Organellen, 3) Bildung der Spindel, 4) Beteiligung an Zellbewegungen, 5) Organisation des zytoplasmatischen Flusses.

Enthält zwei Zentriolen und eine Zentrosphäre. Zentriol ist ein Zylinder, dessen Wand aus neun Gruppen von drei verschmolzenen Mikrotubuli (9 Tripletts) besteht, die in bestimmten Abständen durch Querverbindungen miteinander verbunden sind. Zentriolen sind paarweise verbunden und stehen im rechten Winkel zueinander. Vor der Zellteilung divergieren die Zentriolen zu entgegengesetzten Polen, und in der Nähe jedes von ihnen erscheint ein Tochterzentriol. Sie bilden eine Teilungsspindel, die zur gleichmäßigen Verteilung des genetischen Materials zwischen den Tochterzellen beiträgt. In den Zellen höherer Pflanzen (Gymnospermen, Angiospermen) besitzt das Zellzentrum keine Zentriolen. Zentriolen sind sich selbst reproduzierende Organellen des Zytoplasmas; sie entstehen durch Verdoppelung bestehender Zentriolen. Funktionen: 1) Gewährleistung der Divergenz der Chromosomen zu den Zellpolen während der Mitose oder Meiose, 2) das Organisationszentrum des Zytoskeletts.

Organoide der Bewegung

Nicht in allen Zellen vorhanden. Zu den Bewegungsorganellen zählen Zilien (Ciliaten, Epithel der Atemwege), Flagellen (Flagellen, Spermien), Pseudopodien (Rhizopoden, Leukozyten), Myofibrillen (Muskelzellen) usw.

Flagellen und Zilien- fadenförmige Organellen, die ein von einer Membran begrenztes Axonem darstellen. Axoneme ist eine zylindrische Struktur; Die Wand des Zylinders besteht aus neun Mikrotubulipaaren, in der Mitte befinden sich zwei einzelne Mikrotubuli. An der Basis des Axonems befinden sich Basalkörper, die durch zwei zueinander senkrechte Zentriolen dargestellt werden (jeder Basalkörper besteht aus neun Tripletts von Mikrotubuli; in seiner Mitte befinden sich keine Mikrotubuli). Die Länge des Flagellums erreicht 150 Mikrometer, die Flimmerhärchen sind um ein Vielfaches kürzer.

Myofibrillen bestehen aus Aktin- und Myosin-Myofilamenten, die für die Kontraktion von Muskelzellen sorgen.

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Struktur des Golgi-Komplexes

Golgi-Komplex (KG), bzw interner Netzapparat ist ein besonderer Teil des Stoffwechselsystems des Zytoplasmas, der am Prozess der Isolierung und Bildung von Membranstrukturen der Zelle beteiligt ist.

CG ist im Lichtmikroskop als Netz oder gebogene stabförmige Körper sichtbar, die um den Kern herum liegen.

Unter einem Elektronenmikroskop wurde festgestellt, dass dieses Organell durch drei Arten von Formationen dargestellt wird:

Alle Bestandteile des Golgi-Apparats werden von glatten Membranen gebildet.

Anmerkung 1

Gelegentlich hat AG eine körnige Netzstruktur und befindet sich in Form einer Kappe in der Nähe des Kerns.

AG kommt in allen Zellen von Pflanzen und Tieren vor.

Anmerkung 2

Der Golgi-Apparat ist in sekretorischen Zellen maßgeblich entwickelt. Besonders sichtbar ist es in Nervenzellen.

Der innere Zwischenmembranraum ist mit einer Matrix gefüllt, die spezifische Enzyme enthält.

Der Golgi-Apparat hat zwei Zonen:

• Formationszone, wo mit Hilfe von Vesikeln das Material eindringt, das im endoplasmatischen Retikulum synthetisiert wird;
• Reifezone, wo die Sekret- und Sekretbeutel gebildet werden. Dieses Sekret sammelt sich an den Endstellen der AG, wo sekretorische Vesikel entstehen. In der Regel transportieren solche Vesikel Sekrete außerhalb der Zelle.

• Lokalisierung von CG

In apolaren Zellen (z. B. in Nervenzellen) befindet sich das CG um den Kern herum; in sekretorischen Zellen nimmt es einen Platz zwischen dem Kern und dem apikalen Pol ein.

Der Golgi-Sack-Komplex hat zwei Oberflächen:

prägend(unreif oder regenerativ) cis-Oberfläche (vom lateinischen Cis – auf dieser Seite); funktionell(reif) – trans-Oberfläche (von lateinisch Trans – durch, dahinter).

Die Golgi-Säule ist mit ihrer konvexen Formoberfläche dem Zellkern zugewandt, grenzt an das körnige endoplasmatische Retikulum und enthält kleine runde Vesikel, sogenannte dazwischenliegend. Die reife konkave Oberfläche der Sacksäule ist der Spitze (apikaler Pol) der Zelle zugewandt und endet in großen Vesikeln.

Entstehung des Golgi-Komplexes

KG-Membranen werden durch das granuläre endoplasmatische Retikulum synthetisiert, das an den Komplex angrenzt. Die angrenzenden Bereiche des EPS verlieren Ribosomen, aus denen kleine, sogenannte Ribosomen hervorgehen. Transport- oder Zwischenvesikel. Sie wandern zur prägenden Oberfläche der Golgi-Säule und verschmelzen mit ihrem ersten Sack. Auf der gegenüberliegenden (reifen) Oberfläche des Golgi-Komplexes befindet sich ein unregelmäßig geformter Sack. Seine Ausdehnung – prosekretorische Körnchen (kondensierende Vakuolen) – bildet kontinuierlich Knospen und verwandelt sich in mit Sekret gefüllte Bläschen – sekretorische Körnchen. Soweit also die Membranen der reifen Oberfläche des Komplexes für sekretorische Vesikel genutzt werden, werden die Säcke der bildenden Oberfläche auf Kosten des endoplasmatischen Retikulums wieder aufgefüllt.

Funktionen des Golgi-Komplexes

Die Hauptfunktion des Golgi-Apparats ist die Entfernung von Substanzen, die von der Zelle synthetisiert werden. Diese Stoffe werden durch die Zellen des endoplasmatischen Retikulums transportiert und reichern sich in den Vesikeln des Retikulumapparates an. Dann werden sie entweder an die äußere Umgebung abgegeben oder die Zelle nutzt sie im Lebensprozess.

Der Komplex konzentriert auch einige Substanzen (z. B. Farbstoffe), die von außen in die Zelle gelangen und aus dieser entfernt werden müssen.

In Pflanzenzellen enthält der Komplex Enzyme für die Synthese von Polysacchariden und das Polysaccharidmaterial selbst, das zum Aufbau der Zellulosemembran der Zelle verwendet wird.

Darüber hinaus synthetisiert CG jene Chemikalien, die die Zellmembran bilden.

Im Allgemeinen erfüllt der Golgi-Apparat die folgenden Funktionen:

1. Akkumulation und Modifikation von Makromolekülen, die im endoplasmatischen Retikulum synthetisiert wurden;
2. Bildung komplexer Sekrete und sekretorischer Vesikel durch Kondensation des sekretorischen Produkts;
3. Synthese und Modifikation von Kohlenhydraten und Glykoproteinen (Bildung von Glykokalyx, Schleim);
4. Modifikation von Proteinen – Hinzufügen verschiedener chemischer Formationen zum Polypeptid (Phosphat – Phosphorylierung, Carboxyl – Carboxylierung), Bildung komplexer Proteine ​​(Lipoproteine, Glykoproteine, Mukoproteine) und Abbau von Polypeptiden;
5. ist wichtig für die Bildung und Erneuerung der Zytoplasmamembran und anderer Membranformationen durch die Bildung von Membranvesikeln, die anschließend mit der Zellmembran verschmelzen;
6. Bildung von Lysosomen und spezifischer Granularität in Leukozyten;
7. Bildung von Peroxisomen.

Der Protein- und teilweise Kohlenhydratgehalt von CG stammt aus dem körnigen endoplasmatischen Retikulum, wo es synthetisiert wird. Der Hauptteil der Kohlenhydratkomponente wird in den Säcken des Komplexes unter Beteiligung von Glykosyltransferase-Enzymen gebildet, die sich in den Membranen der Säcke befinden.

Im Golgi-Komplex werden schließlich zelluläre Sekrete gebildet, die Glykoproteine ​​und Glykosaminoglykane enthalten. Im CG reifen sekretorische Granula heran, die sich in Vesikel verwandeln, und die Bewegung dieser Vesikel in Richtung der Plasmamembran. Das letzte Stadium der Sekretion ist das Verdrängen der gebildeten (reifen) Vesikel aus der Zelle. Die Entfernung sekretorischer Einschlüsse aus der Zelle erfolgt durch Einbau der Vesikelmembranen in das Plasmalemma und Freisetzung sekretorischer Produkte außerhalb der Zelle. Bei der Bewegung sekretorischer Vesikel zum apikalen Pol der Zellmembran verdicken sich ihre Membranen von anfänglich 5–7 nm und erreichen eine Plasmalemmadicke von 7–10 nm.

Hinweis 4

Es besteht eine gegenseitige Abhängigkeit zwischen der Zellaktivität und der Größe des Golgi-Komplexes – sekretorische Zellen haben große CG-Säulen, während nicht-sekretorische Zellen eine kleine Anzahl komplexer Säcke enthalten.

1898 entdeckte der italienische Wissenschaftler C. Golgi Netzformationen in Nervenzellen, die er „inneren Netzapparat“ nannte (Abb. 174). Netzförmige Strukturen (Golgi-Apparat) kommen in allen Zellen aller eukaryontischen Organismen vor. Typischerweise befindet sich der Golgi-Apparat in der Nähe des Zellkerns, nahe dem Zellzentrum (Zentriol).

Feinstruktur des Golgi-Apparats. Der Golgi-Apparat besteht aus Membranstrukturen, die in einer kleinen Zone zusammengefügt sind (Abb. 176, 177). Eine separate Ansammlungszone dieser Membranen wird genannt dictyosome(Abb. 178). Im Dictyosom liegen flache Membransäcke oder Zisternen dicht nebeneinander (im Abstand von 20-25 nm) in Form eines Stapels, zwischen denen sich dünne Hyaloplasmaschichten befinden. Jeder einzelne Tank hat einen Durchmesser von etwa 1 μm und eine variable Dicke; In der Mitte können die Membranen eng beieinander liegen (25 nm) und an der Peripherie können sie Erweiterungen, Ampullen, aufweisen, deren Breite nicht konstant ist. Die Anzahl solcher Beutel in einem Stapel beträgt in der Regel nicht mehr als 5–10. Bei einigen einzelligen Organismen kann ihre Zahl bis zu 20 erreichen. Neben dicht angeordneten flachen Zisternen werden in der AG-Zone viele Vakuolen beobachtet. Kleine Vakuolen kommen vor allem in den Randgebieten der AG-Zone vor; manchmal kann man sehen, wie sie aus den Ampullenverlängerungen an den Rändern der flachen Spülkästen geschnürt werden. Es ist üblich, in der Dictyosomenzone den proximalen oder sich entwickelnden Cis-Abschnitt und den distalen oder reifen Trans-Abschnitt zu unterscheiden (Abb. 178). Dazwischen liegt der Mittel- bzw. Zwischenabschnitt der AG.

Während der Zellteilung zerfallen die retikulierten Formen der AG in Dictyosomen, die passiv und zufällig auf die Tochterzellen verteilt werden. Wenn Zellen wachsen, erhöht sich die Gesamtzahl der Dictyosomen.

In sezernierenden Zellen ist die AG normalerweise polarisiert: Ihr proximaler Teil ist dem Zytoplasma und dem Zellkern zugewandt, und der distale Teil ist der Zelloberfläche zugewandt. Im proximalen Bereich grenzen die Stapel dicht beieinander liegender Zisternen an ein netz- oder schwammartiges System aus Membranhohlräumen an. Es wird angenommen, dass dieses System die Übergangszone der ER-Elemente in die Zone des Golgi-Apparats darstellt (Abb. 179).

Im mittleren Teil des Dictyosoms und an der Peripherie jeder Zisterne befindet sich außerdem eine Ansammlung kleiner Vakuolen mit einem Durchmesser von etwa 50 nm.

Im distalen oder transversalen Abschnitt von Dictyosomen grenzt die letzte flache Membranzisterne an einen Abschnitt, der aus röhrenförmigen Elementen und einer Masse kleiner Vakuolen besteht, die häufig eine fibrilläre Behaarung entlang der Oberfläche auf der zytoplasmatischen Seite aufweisen – dies sind behaarte oder umrandete Vesikel von vom gleichen Typ wie die umrandeten Vesikel während der Pinozytose. Dabei handelt es sich um das sogenannte Trans-Golgi-Netzwerk (TGN), in dem die Trennung und Sortierung der abgesonderten Produkte erfolgt. Noch weiter distal befindet sich eine Gruppe größerer Vakuolen – dies ist das Produkt der Verschmelzung kleiner Vakuolen und der Bildung sekretorischer Vakuolen.

Mithilfe eines Megavolt-Elektronenmikroskops wurde festgestellt, dass in Zellen einzelne Dictyosomen durch ein System aus Vakuolen und Zisternen miteinander verbunden sein können und ein lockeres dreidimensionales Netzwerk bilden, das im Lichtmikroskop nachgewiesen werden kann. Bei der diffusen Form der AG wird jeder einzelne Abschnitt durch ein Dictyosom repräsentiert. In Pflanzenzellen überwiegt der diffuse Typ der AG-Organisation; normalerweise gibt es durchschnittlich etwa 20 Dictyosomen pro Zelle. In tierischen Zellen sind Zentriolen häufig mit der Membranzone des Golgi-Apparats verbunden; Zwischen den radial von ihnen ausgehenden Mikrotubulibündeln liegen Gruppen von Membran- und Vakuolenstapeln, die das Zellzentrum konzentrisch umgeben. Dieser Zusammenhang weist auf die Beteiligung von Mikrotubuli an der Bewegung von Vakuolen hin.

Sekretionsfunktion des Golgi-Apparats. Die Hauptfunktionen von AG sind die Ansammlung von im ER synthetisierten Produkten und die Sicherstellung ihrer chemischen Umlagerung und Reifung.

In den AG-Tanks findet die Synthese von Polysacchariden und deren Wechselwirkung mit Proteinen statt. und die Bildung von Mukoproteinen. Die Hauptfunktion des Golgi-Apparats besteht jedoch darin, fertige Sekrete außerhalb der Zelle zu entfernen. Darüber hinaus ist AG eine Quelle zellulärer Lysosomen.

Das an Ribosomen synthetisierte exportierte Protein wird abgetrennt und sammelt sich in den ER-Zisternen an, durch die es zur AG-Membranzone transportiert wird. Dabei werden kleine Vakuolen, die das synthetisierte Protein enthalten, von den glatten Bereichen des ER abgespalten und gelangen in die Vakuolenzone im proximalen Teil des Dictyosoms. Zu diesem Zeitpunkt verschmelzen die Vakuolen miteinander und mit den flachen Cis-Zisternen des Dictyosoms. Auf diese Weise wird das Proteinprodukt bereits in die Hohlräume der AG-Tanks überführt.

Da Proteine ​​in den Zisternen des Golgi-Apparats verändert werden, werden kleine Vakuolen verwendet, um sie von Zisterne zu Zisterne in den distalen Teil des Dictyosoms zu transportieren, bis sie das röhrenförmige Membrannetzwerk in der Trans-Region des Dictyosoms erreichen. In diesem Bereich werden kleine Bläschen abgetrennt, die ein bereits ausgereiftes Produkt enthalten. Die zytoplasmatische Oberfläche solcher Vesikel ähnelt der Oberfläche umrandeter Vesikel, die bei der Rezeptorpinozytose beobachtet werden. Die getrennten kleinen Bläschen verschmelzen miteinander und bilden sekretorische Vakuolen. Danach beginnen sich die sekretorischen Vakuolen in Richtung Zelloberfläche zu bewegen, die Plasmamembran und die Vakuolenmembranen verschmelzen und so erscheint der Inhalt der Vakuolen außerhalb der Zelle. Morphologisch ähnelt dieser Prozess der Extrusion (Auswerfen) der Pinozytose, nur mit umgekehrter Abfolge der Stadien. Man nennt es Exozytose.

Im Golgi-Apparat findet nicht nur die Bewegung von Produkten von einem Hohlraum zum anderen statt, sondern auch die Modifikation von Proteinen, die mit der gezielten Ausrichtung der Produkte entweder auf Lysosomen, die Plasmamembran oder auf sekretorische Vakuolen endet.

Modifikation von Proteinen im Golgi-Apparat. Im ER synthetisierte Proteine ​​gelangen nach primärer Glykosylierung und Reduktion mehrerer Saccharidreste in die cis-Zone des Golgi-Apparats. Danach erhalten alle Proteine ​​​​die gleichen Oligosaccharidketten, bestehend aus zwei Molekülen N-Acetylglucosamin und sechs Molekülen Mannose (Abb. 182). In cis-Zisternen kommt es zu einer sekundären Modifikation der Oligosaccharidketten und deren Einteilung in zwei Klassen. Die Sortierung führt zu einer Klasse phosphorylierbarer Oligosaccharide (mannosereich) für hydrolytische Enzyme, die für Lysosomen bestimmt sind, und einer anderen Klasse von Oligosacchariden für Proteine, die für sekretorische Granula oder die Plasmamembran bestimmt sind

Die Umwandlung von Oligosacchariden erfolgt mit Hilfe von Enzymen – Glykosyltransferasen, die Teil der Membranen der Zisternen des Golgi-Apparats sind. Da jede Zone in Dictyosomen über einen eigenen Satz von Glykosylierungsenzymen verfügt, werden Glykoproteine ​​wie in einem Staffellauf von einer Membrankammer („Boden“ in einem Stapel von Dictyosomentanks) in eine andere übertragen und unterliegen in jeder Zone der spezifischen Wirkung von Enzymen. So kommt es in der cis-Stelle zur Phosphorylierung von Mannosen in lysosomalen Enzymen und zur Bildung einer speziellen Mannose-6-Gruppe, die für alle hydrolytischen Enzyme charakteristisch ist und dann in die Lysosomen gelangt.

Im mittleren Teil der Dictyosomen kommt es zur sekundären Glykosylierung sekretorischer Proteine: zusätzliche Entfernung von Mannose und Zugabe von N-Acetylglucosamin. Im trans-Bereich werden Galactose und Sialinsäuren an die Oligosaccharidkette angehängt (Abb. 183).

In einer Reihe spezialisierter Zellen im Golgi-Apparat findet die Synthese von Polysacchariden selbst statt.

Im Golgi-Apparat pflanzlicher Zellen werden Polysaccharide der Zellwandmatrix (Hemicellulosen, Pektine) synthetisiert. Dictyosomen pflanzlicher Zellen sind an der Synthese und Sekretion von Schleim und Muzinen beteiligt, zu denen auch Polysaccharide gehören. Die Synthese des Hauptgerüstpolysaccharids pflanzlicher Zellwände, Cellulose, erfolgt auf der Oberfläche der Plasmamembran.

Im Golgi-Apparat tierischer Zellen werden lange unverzweigte Polysaccharidketten von Glykosaminoglykanen synthetisiert. Glukosaminoglykane binden kovalent an Proteine ​​und bilden Proteoglykane (Mukoproteine). Solche Polysaccharidketten werden im Golgi-Apparat modifiziert und binden an Proteine, die von Zellen in Form von Proteoglykanen sezerniert werden. Im Golgi-Apparat kommt es auch zur Sulfatierung von Glykosaminoglykanen und einigen Proteinen.

Sortierung von Proteinen im Golgi-Apparat. Letztendlich passieren drei Ströme nicht-zytosolischer Proteine, die von der Zelle synthetisiert werden, den Golgi-Apparat: ein Strom hydrolytischer Enzyme für Lysosomen, ein Strom sezernierter Proteine, die sich in sekretorischen Vakuolen ansammeln und nur bei Erhalt spezieller Signale aus der Zelle freigesetzt werden, ein Strom ständig sezernierter sekretorischer Proteine. Folglich gibt es in der Zelle einen Mechanismus zur räumlichen Trennung verschiedener Proteine ​​und ihrer Wege.

In der cis- und mittleren Zone von Dictyosomen gehen alle diese Proteine ​​ohne Trennung zusammen, sie werden nur getrennt in Abhängigkeit von ihren Oligosaccharid-Markern modifiziert.

Die eigentliche Trennung der Proteine, ihre Sortierung, erfolgt im Trans-Bereich des Golgi-Apparats. Das Prinzip der Selektion lysosomaler Hydrolasen erfolgt wie folgt (Abb. 184).

Vorläuferproteine ​​lysosomaler Hydrolasen besitzen eine Oligosaccharid-, genauer gesagt eine Mannosegruppe. In cis-Zisternen werden diese Gruppen phosphoryliert und zusammen mit anderen Proteinen in die trans-Region übertragen. Die Membranen des Transnetzwerks des Golgi-Apparats enthalten einen Transmembran-Proteinrezeptor (Mannose-6-Phosphat-Rezeptor oder M-6-P-Rezeptor), der phosphorylierte Mannosegruppen der Oligosaccharidkette lysosomaler Enzyme erkennt und an diese bindet. Folglich binden M-6-F-Rezeptoren als Transmembranproteine ​​an lysosomale Hydrolasen, trennen sie, sortieren sie von anderen Proteinen (z. B. sekretorischen, nicht-lysosomalen) und konzentrieren sie in umrandeten Vesikeln. Nachdem sie sich vom Transnetzwerk gelöst haben, verlieren diese Vesikel schnell ihre Grenzen und verschmelzen mit Endosomen, wodurch ihre mit Membranrezeptoren verbundenen lysosomalen Enzyme in diese Vakuole übertragen werden. Im Inneren von Endosomen kommt es aufgrund der Aktivität des Protonentransporters zu einer Versauerung der Umgebung. Ab pH 6 dissoziieren lysosomale Enzyme von M-6-P-Rezeptoren, werden aktiviert und beginnen im Hohlraum des Endolysosoms zu wirken. Membranabschnitte werden zusammen mit M-6-F-Rezeptoren durch das Recycling von Membranvesikeln in das Transnetzwerk des Golgi-Apparats zurückgeführt.

Es ist möglich, dass ein Teil der Proteine, die sich in sekretorischen Vakuolen ansammeln und nach Erhalt eines Signals (z. B. nervös oder hormonell) aus der Zelle entfernt werden, an den Rezeptoren der Transzisternen des Golgi-Apparats dem gleichen Selektions- und Sortiervorgang unterzogen wird . Auch sekretorische Proteine ​​dringen zunächst in kleine, mit Clathrin bekleidete Vakuolen ein und verschmelzen dann miteinander. In sekretorischen Vakuolen reichern sich Proteine ​​in Form dichter sekretorischer Körnchen an, was zu einer etwa 200-fachen Erhöhung der Proteinkonzentration in diesen Vakuolen im Vergleich zu ihrer Konzentration im Golgi-Apparat führt. Da sich Proteine ​​in sekretorischen Vakuolen ansammeln und die Zelle das entsprechende Signal erhält, werden sie durch Exozytose aus der Zelle freigesetzt.

Der dritte Strom von Vakuolen, der mit einer konstanten, konstitutiven Sekretion verbunden ist, geht ebenfalls vom Golgi-Apparat aus. Fibroblasten sezernieren beispielsweise eine große Menge an Glykoproteinen und Muzinen, die Teil der Grundsubstanz des Bindegewebes sind. Viele Zellen sezernieren ständig Proteine, die ihre Bindung an Substrate erleichtern; es gibt einen ständigen Fluss von Membranvesikeln zur Zelloberfläche, die Elemente der Glykokalyx und Membranglykoproteine ​​transportieren. Dieser von der Zelle freigesetzte Fluss von Komponenten unterliegt keiner Sortierung im Rezeptor-Trans-System des Golgi-Apparats. Die Primärvakuolen dieses Flusses spalten sich ebenfalls von den Membranen ab und ähneln in ihrer Struktur den umrandeten Vakuolen, die Clathrin enthalten (Abb. 185).

Zum Abschluss der Betrachtung der Struktur und Funktionsweise eines so komplexen Membranorganells wie des Golgi-Apparats muss betont werden, dass es sich trotz der scheinbaren morphologischen Homogenität seiner Komponenten, der Vakuole und der Zisterne, tatsächlich nicht nur um eine Ansammlung von handelt Vesikel, sondern ein schlankes, dynamisches, komplex organisiertes, polarisiertes System.

In der AG findet nicht nur der Transport von Vesikeln vom ER zur Plasmamembran statt. Es gibt einen umgekehrten Vesikeltransfer. So spalten sich Vakuolen von sekundären Lysosomen ab und kehren zusammen mit Rezeptorproteinen in die trans-AG-Zone zurück; es gibt einen Vakuolenfluss von der trans-Zone in die cis-Zone von AG sowie von der cis-Zone in die endoplasmatisches Retikulum. In diesen Fällen sind die Vakuolen mit Proteinen des COP I-Komplexes beschichtet. Es wird angenommen, dass auf diese Weise verschiedene sekundäre Glykosylierungsenzyme und Rezeptorproteine ​​in Membranen zurückgeführt werden.

Merkmale des Verhaltens von Transportvesikeln dienten als Grundlage für die Hypothese, dass es zwei Arten des Transports von AG-Komponenten gibt (Abb. 186).

Nach dem ersten Typ enthält AG stabile Membrankomponenten, zu denen Substanzen aus dem ER durch Transportvakuolen weitergeleitet werden. Nach einem anderen Typ ist AG ein Derivat des ER: Aus der Übergangszone des ER abgespaltene Membranvakuolen verschmelzen miteinander zu einem neuen cis-Tank, der sich dann durch die gesamte AG-Zone bewegt und schließlich in Transportvesikel zerfällt . Nach diesem Modell geben retrograde COP I-Vesikel residente Ag-Proteine ​​in jüngere Zisternen zurück.

Golgi-Komplex, oder Golgi-Apparat , - Hierbei handelt es sich um einmembranige Organellen eukaryotischer Zellen, deren Hauptfunktionen die Speicherung und Entfernung überschüssiger Substanzen aus den Körperzellen sowie die Bildung von Lysosomen sind. Diese Organellen wurden 1898 vom italienischen Physiker C. Golgi entdeckt.

Struktur . Hergestellt aus Taschen namens Tanks, Rohrsystem Und Blasen verschiedene Größen. Auch die Zisternen des Golgi-Komplexes (CG) sind polar: Vesikel mit Substanzen, die sich aus dem ER (Bildungszone) lösen, nähern sich einem Pol, Vesikel mit Substanzen, die sich vom anderen Pol (Reifungszone) lösen. In Zellen befindet sich der Golgi-Komplex hauptsächlich in der Nähe des Zellkerns. CG ist in allen eukaryotischen Zellen vorhanden, seine Struktur kann jedoch in verschiedenen Organismen unterschiedlich sein. Daher gibt es in Pflanzenzellen mehrere Struktureinheiten, die als Dictyosomen bezeichnet werden. Membranen des Golgi-Komplexes werden synthetisiert körniges EPS, daneben. Bei der Zellteilung zerfällt das CG in einzelne Struktureinheiten, die zufällig auf die Tochterzellen verteilt werden.

Funktionen . Der Golgi-Komplex erfüllt sehr vielfältige und wichtige Funktionen im Zusammenhang mit der Bildung und Umwandlung komplexer Substanzen. Hier sind einige davon:

1) Beteiligung am Bau biologischer Membranen - zum Beispiel in Protozoenzellen mit Hilfe seiner Elemente, kontraktile Vakuolen, wird im Sperma gebildet Akrosomsa;

2 ) Bildung von Lysosomen- In EPS synthetisierte Hydrolaseenzyme werden in ein Membranvesikel verpackt, das in das Zytoplasma abgetrennt wird.

3) Peroxisomenbildung- Es werden Körper mit dem Enzym Katalase gebildet, um Wasserstoffperoxid zu zerstören, das bei der Oxidation organischer Substanzen entsteht und eine toxische Zusammensetzung für Zellen darstellt.

4) Synthese von Oberflächenapparatverbindungen- Es werden Lipo-, Glyko- und Mukoproteine ​​gebildet, die Teil der Glykokalyx, der Zellwände und der Schleimkapseln sind.

5) Beteiligung an der Sekretion von Substanzen aus der Zelle- Im CG kommt es zur Reifung sekretorischer Granula zu Vesikeln und zur Bewegung dieser Vesikel in Richtung der Plasmamembran.

Lysosomen, Struktur und Funktionen

Lysosomen (aus dem Griechischen Lyse - Auflösung, Soma - Körper) - Dabei handelt es sich um einmembranige Organellen eukaryontischer Zellen, die wie runde Körper aussehen. Bei einzelligen Lebewesen ist ihre Aufgabe die intrazelluläre Verdauung, bei mehrzelligen Lebewesen übernehmen sie die Funktion, zellfremde Stoffe abzubauen. Lysosomen können überall im Zytoplasma lokalisiert sein. Lysosomen wurden 1949 vom belgischen Zytologen Christian de Duve entdeckt.

Struktur . Lysosomen haben die Form von Bläschen mit einem Durchmesser von etwa 0,5 Mikrometern, die von einer Membran umgeben und mit hydrolytischen Enzymen gefüllt sind, die in einer sauren Umgebung wirken. Die Enzymzusammensetzung von Lysosomen ist sehr vielfältig, sie wird durch Proteasen (Enzyme, die Proteine ​​abbauen), Amylasen (Enzyme für Kohlenhydrate), Lipasen (Lipidenzyme), Nukleasen (zum Abbau von Nukleinsäuren) usw. gebildet. es gibt bis zu 40 verschiedene Enzyme. Wenn die Membran beschädigt ist, dringen Enzyme in das Zytoplasma ein und bewirken eine schnelle Auflösung (Lyse) der Zelle. Lysosomen entstehen durch die Wechselwirkung von CG und granulärem EPS. Lysosomale Enzyme werden im granulären ER synthetisiert und über Vesikel zum CG transportiert, das sich neben dem endoplasmatischen Retikulum befindet. Daher wandern Enzyme durch die röhrenförmige Ausdehnung des CG zu seiner funktionellen Oberfläche und werden in Lysosomen verpackt.

Funktionen . Abhängig von ihrer Funktion werden verschiedene Arten von Lysosomen unterschieden: Phagolysosomen, Autophagolysosomen, Restkörper usw. Autophogolysosomen entstehen durch die Fusion eines Lysosoms mit einem Autophagosom, also Vesikel, die zelleigene makromolekulare Komplexe enthalten, zum Beispiel ganze Zellorganellen oder deren Fragmente, die ihre Funktionsfähigkeit verloren haben und der Zerstörung unterliegen. Phagolysosomen (Phagosomen) entstehen durch die Kombination von Lysosomen mit phagozytischen oder pinozytotischen Vesikeln, die von der Zelle aufgenommenes Material für die intrazelluläre Verdauung enthalten. Die darin enthaltenen aktiven Enzyme stehen in direktem Kontakt mit Biopolymeren, die dem Abbau unterliegen. Restkörper- Dabei handelt es sich um ungeteilte Partikel, die von einer Membran umgeben sind; sie können längere Zeit im Zytoplasma verbleiben und hier verwertet oder durch Exozytose aus der Zelle entfernt werden. In den Restkörpern sammelt sich Material an, dessen Abbau schwierig ist (z. B. ein braunes Pigment – ​​Lipofuscin, das auch „Alterungspigment“ genannt wird). Die Hauptfunktionen von Lysosomen sind also:

1) Autophagie - Spaltung zelleigener Bestandteile, ganzer Zellen oder ihrer Gruppen in Autophagolysosomen (z. B. Resorption des Schwanzes einer Kaulquappe, der Brustdrüse bei Jugendlichen, Lyse von Leberzellen bei Vergiftungen)

2) Heterophasie- Abbau von Fremdstoffen in Phagolysosomen (zum Beispiel Abbau von organischen Partikeln, Viren, Bakterien, die auf die eine oder andere Weise in die Zelle gelangt sind)

3) Verdauungsfunktion - In einzelligen Organismen verschmelzen Endosomen mit phagozytischen Vesikeln und bilden eine Verdauungsvakuole, die die intrazelluläre Verdauung durchführt

4) Ausscheidungsfunktion- Entfernung unverdauter Rückstände aus der Zelle mithilfe von Restkörpern.

BIOLOGIE +Speicherkrankheiten- Erbkrankheiten, die mit dem Verlust bestimmter Enzyme durch Lysosomen einhergehen. Die Folge dieses Verlusts ist die Ansammlung unverdauter Substanzen in den Zellen, die die normale Funktion der Zelle beeinträchtigen. Diese Krankheiten können sich in der Entwicklung des Skeletts, einzelner innerer Organe, des Zentralnervensystems usw. äußern. Die Entwicklung von Arteriosklerose, Fettleibigkeit usw. ist mit einem Mangel an Lysosomenenzymen verbunden.