участвует в образовании пероксисом какой органоид
Участвует в образовании пероксисом какой органоид
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображённого на рисунке органоида клетки.
Определите два признака, «выпадающие» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) состоит из мембранных мешочков, цистерн и пузырьков
2) осуществляет транспорт веществ во все части клетки
3) участвует в образовании пероксисом
4) участвует во встраивании белков в плазматическую мембрану
5) синтезирует липиды и белки
Строение аппарата (комплекса) Гольджи:
1) одномембранный органоид эукариотической клетки;
2) состоит из уплощенных замкнутых мембранных цистерн с полостями, собранных в стопку, и мельчайших пузырьков;
3) связан с эндоплазматической сетью (органические вещества, синтезируемые в ЭПС, затем поступают в транспортных пузырьках в аппарат Гольджи).
Функции аппарата (комплекса) Гольджи:
1) модификация и упаковка веществ;
2) накапливает органические вещества, синтезированные в клетке;
3) транспорт (вынос) веществ из клетки, образуя секреторные пузырьки;
4) образование первичных лизосом (и пероксисом – в школьном курсе биологии).
(1) состоит из мембранных мешочков, цистерн и пузырьков – признак аппарата Гольджи;
(2) осуществляет транспорт веществ во все части клетки – признак выпадает (транспорт веществ внутри (в) клетки – это функция ЭПС, аппарат Гольджи транспортирует веществ из клетки);
(3) участвует в образовании пероксисом – функция аппарата Гольджи (в школьном курсе биологии пероксисомы образует аппарат Гольджи);
(4) участвует во встраивании белков в плазматическую мембрану – функция аппарата Гольджи;
Участвует в образовании пероксисом какой органоид
Полуавтономным органоидом клетки является
Внутренняя среда митохондрии называется матрикс. В нем находятся кольцевая ДНК и мелкие рибосомы, за счет них митохондрии самостоятельно делают для себя часть белков, поэтому их называют полуавтономными органоидами.
Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображённого на рисунке органоида клетки.
Определите два признака, «выпадающие» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
1) состоит из мембранных мешочков, цистерн и пузырьков
2) осуществляет транспорт веществ во все части клетки
3) участвует в образовании пероксисом
4) участвует во встраивании белков в плазматическую мембрану
5) синтезирует липиды и белки
Строение аппарата (комплекса) Гольджи:
1) одномембранный органоид эукариотической клетки;
2) состоит из уплощенных замкнутых мембранных цистерн с полостями, собранных в стопку, и мельчайших пузырьков;
3) связан с эндоплазматической сетью (органические вещества, синтезируемые в ЭПС, затем поступают в транспортных пузырьках в аппарат Гольджи).
Функции аппарата (комплекса) Гольджи:
1) модификация и упаковка веществ;
2) накапливает органические вещества, синтезированные в клетке;
3) транспорт (вынос) веществ из клетки, образуя секреторные пузырьки;
4) образование первичных лизосом (и пероксисом – в школьном курсе биологии).
(1) состоит из мембранных мешочков, цистерн и пузырьков – признак аппарата Гольджи;
(2) осуществляет транспорт веществ во все части клетки – признак выпадает (транспорт веществ внутри (в) клетки – это функция ЭПС, аппарат Гольджи транспортирует веществ из клетки);
(3) участвует в образовании пероксисом – функция аппарата Гольджи (в школьном курсе биологии пероксисомы образует аппарат Гольджи);
(4) участвует во встраивании белков в плазматическую мембрану – функция аппарата Гольджи;
Органоиды клетки
Клеточная мембрана (оболочка)
Запомните, что в отличие от клеточной стенки, которая есть только у растительных клеток и у клеток грибов (она придает им плотную, жесткую форму) клеточная мембрана есть у всех клеток без исключения! Этот важный момент объясню еще раз 🙂 У клеток животных имеется только клеточная мембрана, а у клеток растений и грибов есть и клеточная стенка, и клеточная мембрана.
Интегральные (пронизывающие) белки образуют каналы, по которым молекулы различных веществ могут поступать в клетку или удаляться из нее. «Заякоренные» молекулы олигосахаридов на поверхности клетки образуют гликокаликс, который выполняет рецепторную функцию, участвует в избирательном транспорте веществ через мембрану.
Вирусы и бактерии не являются исключением: они взаимодействуют только с теми клетками, на которых есть подходящие к ним рецепторы. Так, вирус гриппа поражает преимущественно клетки слизистой верхних дыхательных путей. Однако, если рецепторов нет, то вирус не может проникнуть в клетку, и организм приобретает невосприимчивость к инфекции. Вспомните врожденный иммунитет: именно по причине отсутствия рецепторов человек не восприимчив ко многим болезням животных.
Итак, вернемся к клеточной мембране. Ее можно сравнить со стенами помещения, в котором, вероятно, вы находитесь. Стены дома защищают его от ветра, дождя, снега и прочих факторов внешней среды. Рискну предположить, что в вашем доме есть окна и двери, которые по мере необходимости открываются и закрываются 🙂 Так и клеточная мембрана может сообщать внутреннюю среду клетки с внешней средой: через мембрану вещества поступают в клетку и удаляются из нее.
Внутрь клетки с помощью осмоса поступает вода. Путем простой диффузии в клетку попадают O2, H2O, CO2, мочевина. Облегченная диффузия характерна для транспорта глюкозы, аминокислот.
Активный транспорт чаще происходит против градиента концентрации, в ходе него используются белки-переносчики и энергия АТФ. Ярким примером является натрий-калиевый насос, который накачивает ионы калия внутрь клетки, а ионы натрия выводит наружу. Это происходит против градиента концентрации, поэтому без затрат энергии (АТФ) не обойтись.
Фагоцитоз был открыт И.И. Мечниковым, который создал фагоцитарную теорию иммунитета. Это теория гласит, что в основе иммунной системы нашего организма лежит явление фагоцитоза: попавшие в организм бактерии уничтожаются фагоцитами (T-лимфоцитами), которые переваривают их.
В ходе эндоцитоза мембрана сильно прогибается внутрь клетки, ее края смыкаются, захватывая бактерию, пищевые частицы или жидкость внутрь клетки. Образуется везикула (пузырек), который движется к пищеварительной вакуоли или лизосоме, где происходит внутриклеточное пищеварение.
Клеточная стенка
Цитоплазма
Постоянное движение цитоплазмы поддерживает связь между органоидами клетки и обеспечивает ее целостность.
Прокариоты и эукариоты
Немембранные органоиды
Очень мелкая органелла (около 20 нм), которая была открыта после появления электронного микроскопа. Состоит из двух субъединиц: большой и малой, в состав которых входят белки и рРНК (рибосомальная РНК), синтезируемая в ядрышке.
Это органоиды движения, которые выступают над поверхностью клетки и имеют в основе пучок микротрубочек. Реснички встречаются только в клетках животных, жгутики можно обнаружить у животных, растений и бактерий.
Одномембранные органоиды
ЭПС представляет собой систему мембран, пронизывающих всю клетку и разделяющих ее на отдельные изолированные части (компартменты). Это крайне важно, так как в разных частях клетки идут реакции, которые могут помешать друг другу, что нарушит процессы жизнедеятельности.
Выделяют гладкую ЭПС и шероховатую ЭПС. Обе они выполняют функцию внутриклеточного транспорта веществ, однако между ними имеются различия. На мембранах гладкой ЭПС происходит синтез липидов, обезвреживаются вредные вещества. Шероховатая ЭПС синтезирует белок, так как имеет на мембранах многочисленные рибосомы (потому и называется шероховатой).
Модифицированные вещества упаковываются в пузырьки и могут перемещаться к мембране клетки, соединяясь с ней, они изливают свое содержимое во внешнюю среду. Можно догадаться, что комплекс Гольджи хорошо развит в клетках эндокринных желез, которые в большом количестве синтезируют и выделяют в кровь гормоны.
В комплексе Гольджи появляются первичные лизосомы, которые содержат ферменты в неактивном состоянии.
В ходе апоптоза ферменты лизосомы изливаются внутрь клетки, ее содержимое переваривается. Предполагают, что нарушение апоптоза в раковых клетках ведет к бесконтрольному росту опухоли.
Пероксисомы (микротельца) содержат окислительно-восстановительные ферменты, которые разлагают H2O2 (пероксид водорода) на воду и кислород. Если бы пероксид водорода оставался неразрушенными, это приводило бы к серьезным повреждениям клетки.
Трудно переоценить значение вакуолей в жизнедеятельности растительной клетки. Вакуоли создают осмотическое давление, придают клетке форму.
Примечательно, что по размеру вакуолей можно судить о возрасте клетки: молодые клетки имеют вакуоли небольшого размера, а в старых клетках вакуоли могут настолько увеличиваться, что оттесняют ядро и остальные органоиды на периферию.
Двумембранные органоиды
Оболочка ядра состоит из двух мембран и пронизана большим количеством ядерных пор, через которые происходит сообщение между кариоплазмой и цитоплазмой. Главными функциями ядра является хранение, защита и передача наследственного материала дочерним клеткам.
Замечу, что хромосомы видны только в момент деления клетки. Хромосомы представляют собой сильно спирализованные молекулы ДНК, связанные с белками.
Хромосомы отличаются друг от друга по строению, форме, размерам. Совокупность всех признаков (форма, число, размер) хромосом называется кариотип. Кариотип может быть представлен по-разному: существует кариотип вида, особи, клетки.
В связи с этим, митохондрия считается полуавтономным органоидом. Вероятнее всего, изначально митохондрии были самостоятельными организмами, однако со временем вступили в симбиоз с эукариотами и стали частью клетки.
Так же, как и митохондрии, пластиды относятся к полуавтономным органоидам: в них имеется кольцевидная ДНК (находится в нуклеоиде), рибосомы.
Пластиды, которые содержат пигменты каратиноиды в различных сочетаниях. Сочетание пигментов обуславливает красную, оранжевую или желтую окраску. Находятся в плодах, листьях, лепестках цветков.
Хромопласты могут развиваться из хлоропластов: во время созревания плодов хлоропласты теряют хлорофилл и крахмал, в них активируется биосинтез каротиноидов.
Не содержат пигментов, образуются в запасающих частях растения (клубни, корневища). В лейкопластах накапливается крахмал, липиды (жиры), пептиды (белки). На свету лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и запускать процесс фотосинтеза.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Пероксисома – определение, структура, функция и тест
Определение пероксисом
Пероксисомы являются мембраносвязанными органеллами в большинстве эукариотических клеток, в основном участвуют в метаболизме липидов и превращении реактивного кислорода вид такие как перекись водорода в более безопасные молекулы, такие как вода и кислород.
Жиры являются удобными молекулами для накопления энергии благодаря их высокой плотности энергии. Количество АТФ, высвобождаемого при окислении одного грамма жира, значительно выше, чем у углеводов или белков. Липиды также являются чрезвычайно полезными молекулами для создания мембраносвязанных субкомпартментов внутри клеток или для разграничения цитоплазма из внеклеточного пространства. Их липофильные биохимия Однако их трудно метаболизировать в водной клеточной среде. Пероксисомы являются структурами, где метаболизм этих гидрофобный молекулы происходит.
Структура пероксисом
Пероксисомы – это органеллы, которые могут различаться по форме, размеру и количеству в зависимости от энергетических потребностей клетка, В клетках дрожжей богатая углеводами среда роста сокращает пероксисомы. С другой стороны, присутствие токсинов или богатая липидами диета может увеличить их количество и размер.
Эти органеллы сделаны из фосфолипид бислой со многими мембраносвязанными белками – особенно те, которые действуют как транспортеры и транслокаторы белка. Ферменты, участвующие в детоксикации и метаболизме липидов, синтезируются на свободных рибосомах в цитоплазме и избирательно импортируются в пероксисомы, что делает их более похожими на митохондрии и хлоропласты по сравнению с лизосомами, которые отрываются от эндоплазматическая сеть (ЭР). Тем не менее, есть также некоторые доказательства связи ER-опосредованного синтеза белка с ферментами, присутствующими в пероксисомах.
Ферменты и белки, предназначенные для пероксисомы, обычно содержат одну из двух сигнальных последовательностей. То есть есть короткие отрезки нескольких аминокислоты которые определяют субклеточное расположение белка. Более распространенная сигнальная последовательность называется целевой последовательностью 1 пероксисом (PTS1), которая состоит из аминокислотного тримера. Белки, содержащие сигнальную последовательность PTS1, имеют сериновый остаток, за которым следует лизин и затем лейциновый остаток на их карбоксиконцевом конце. Большая часть пероксисомных белков имеет эту сигнальную последовательность. Для оптимального функционирования PTS1 также необходимы аминокислотные последовательности перед этим тримером. В некоторых сообщениях предполагается, что С-концевую последовательность в идеале следует рассматривать как отрезок из 20 аминокислот, которые необходимы для распознавания белка пероксисомальными переносчиками и транслокаторами.
Альтернативно, пероксисомальный белок также может иметь N-концевую сигнальную последовательность, состоящую из 9 аминокислот. Эта последовательность состоит из двух димеров, разделенных полосой из 5 аминокислот. Первый димер состоит из аргинина и лейцина, а второй димер состоит из гистидина и лейцина. Эта сигнальная последовательность представлена с использованием однобуквенного аминокислотного кода в виде RLx5HL.
Есть некоторые доказательства того, что существуют другие внутренние последовательности, которые нацелены на белки для импорта в пероксисому, которые еще не были охарактеризованы. Пероксисомы также содержат некоторые ферменты в очень высоких концентрациях, которые иногда имеют кристаллическое ядро.
Фосфолипиды пероксисомы в основном синтезируются в гладком ER. Поскольку пероксисома увеличивается в размерах из-за проникновения белков и липидов, она может делиться на 2 органеллы.
Сравнение между пероксисомами и другими органеллами
Пероксисомы имеют некоторые структурные сходства с различными органеллами в клетке. Первоначально было трудно даже отличить лизосомы от пероксисом только с помощью микроскопического исследования. После этого дифференциальное центрифугирование показало, что эти две субклеточные структуры имели различный состав. Их белковые и липидные компоненты различны, и они содержат очень разные ферменты. В частности, пероксисомы содержат каталазу для детоксикации перекиси водорода, образующейся при бета-окислении жиров. Другим важным отличием является то, что лизосомные белки синтезируются в грубой ER и везикулах, которые содержат соответствующие ферменты, выделяющиеся для образования лизосома.
Пероксисомы имеют некоторые сходства с митохондриями и хлоропластами. Большинство белков этих органелл транслируется на свободных рибосомах в цитоплазме. Однако, в отличие от митохондрий и хлоропластов, пероксисомы не содержат генетического материала или перевод машин, поэтому весь их протеом поступает из цитоплазмы. Кроме того, один липидный бислой Мембрана образует пероксисомы, в отличие от двойных мембранных структур митохондрий и хлоропластов.
Функции пероксисом
Пероксисомы получили свое название от использования молекулярного кислорода для метаболических процессов. Эти органеллы в значительной степени связаны с метаболизмом липидов и переработкой активных форм кислорода. В рамках липидного обмена пероксисомы в основном связаны с β-окислением жирные кислоты, мобилизация запасов липидов в семенах, биосинтез холестерина и стероидов гормон синтез.
β-окисление
Основной причиной высокой плотности энергии жиров является низкая доля атомов кислорода в каждой жирной кислоте молекула, Например, пальмитиновая кислота, жирная кислота, содержащая 16 атомов углерода и имеющая молекулярную массу более 250 г / моль, имеет только два атома кислорода. Хотя это делает липиды хорошими запасными молекулами, они не могут напрямую сжигаться в качестве топлива или быстро катаболизироваться в цитоплазме в результате гликолиза. Они должны быть обработаны, прежде чем их можно будет шунтировать в митохондрии для полного окисления через цикл лимонной кислоты и окислительного фосфорилирования.
Когда эти молекулы должны быть окислены для высвобождения АТФ, они должны быть сначала разбиты на более мелкие молекулы, прежде чем они могут быть обработаны в митохондриях. В пероксисомах жирные кислоты с длинной цепью постепенно расщепляются с образованием ацетила коэнзим A (ацетил-КоА) в процессе, называемом β-окислением. Затем ацетил-КоА соединяется с оксалоацетатом с образованием цитрата. В то время как большинство углеводов входит в цикл лимонной кислоты в виде молекулы с тремя атомами углерода, называемой пируват который затем декарбоксилируется с образованием ацетил-КоА, пероксисомальное β-окисление позволяет жирным кислотам напрямую получать доступ к циклу лимонной кислоты.
Одним из основных побочных продуктов β-окисления является перекись водорода, которая может быть вредной для клетки. Эта молекула также детоксифицируется ферментом каталазой в пероксисомах.
Пероксисомы в растениях
У растений пероксисомы играют важную роль в семенах прорастание а также фотосинтез.
Во время прорастания семян запасы жира мобилизуются для анаболических реакций, которые приводят к образованию углеводов. Это называется глиоксалатным циклом и начинается с β-окисления и генерации ацетил-КоА.
В листьях пероксисомы предотвращают потерю энергии при фиксации фотосинтетического углерода путем переработки продуктов фотодыхания. Для фотосинтеза необходим критический фермент, называемый рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилаза / оксигеназа (RuBisCO), катализирующий карбоксилирование рибулозо-1,5-бисфосфата (RuBP). Это центральная реакция для фиксации углекислого газа с образованием органических молекул. Однако RuBisCO, как следует из названия, может также окислять RuBP, используя молекулярный кислород, выделяя углекислый газ – фактически, полностью изменяя результат фотосинтеза. Это особенно верно, когда растение подвергается воздействию горячей, сухой среды и устьица закрываются, чтобы предотвратить испарение.
Когда RuBisCO окисляет RuBP, он генерирует 2-углеродную молекулу, называемую фосфогликолят. Это захватывается пероксисомами, где он окисляется до глицина. После этого он перемещается между митохондриями и пероксисомами, подвергаясь серии преобразований, прежде чем превращается в молекулу глицерата, которую можно импортировать в хлоропласты для участия в Цикл Кальвина для фотосинтеза.
Биосинтез и детоксикация липидов
В клетках животных пероксисомы являются сайтами для некоторого количества биогенеза липидов, особенно специальных фосфолипидов, называемых плазмалогенами, которые образуют миелиновой оболочки в нервных волокнах. Пероксисомы также необходимы для синтеза соли желчи, Около 25% алкоголя, который мы потребляем, окисляется до ацетальдегида в этих органеллах. Их роль в детоксикации и окислении ряда молекул, побочных продуктов метаболизма и лекарств делает их заметной частью почек и печень клетки.
Нарушения, связанные с пероксисомной функцией
Нарушения, возникающие из-за недостаточной функции пероксисом, могут возникать из-за дефектов биогенеза пероксисом, мутированных пероксисомальных ферментов или нефункциональных транспортеров, которые распознают PTS1 и PTS2 в цитоплазматических белках. Наиболее серьезными из них являются редкие генетические нарушения, которые приводят к головной мозг развитие и миграция нейронов, наряду с дефицитом миелина. Другие пораженные органы включают система скелета, печень, почки, глаза, сердце и легкие.
Эти нарушения обычно вызваны мутациями в генах PEX, которые необходимы для органеллы биогенез – от формирования субклеточной мембраны до распознавания цитоплазматических белков и их импорта в матрицу органеллы. Например, PEX16 участвует в синтезе пероксисомальных мембран, а PEX2 образует транслокационный канал для импорта матричных белков. PEX5, с другой стороны, является рецептор для распознавания сигнальной последовательности PTS1.
Дефекты в этих белках могут вызвать накопление длинноцепочечных жирных кислот в кровь плазма или моча, а также несоответствующее присутствие фосфолипидов, таких как плазмалогены, в эритроцитах.
викторина
1. Какая из этих молекул может быть жирной кислотой?A. С6Н12О6B. C18H34O2C. C4H7NO4D. C5H9NO4
Ответ на вопрос № 1
В верно. Это формула для олеиновой кислоты, жирной кислоты, содержащей 18 атомов углерода, с одной двойной связью С: С и молекулярной массой 282,47 г / моль. Эта длинноцепочечная жирная кислота содержит только два атома кислорода. C6H12O6 представляет собой молекулу глюкозы, моносахарид углеводы. C4H7NO4 и C5H9NO4 являются молекулами аспарагиновой кислоты и глутаминовой кислоты – природных аминокислот. Одним из отличительных признаков жирной кислоты является низкая доля атомов кислорода в молекуле.
2. Какова роль пероксисом в фотосинтезе?A. Повысить эффективность углеродной фиксацииB. Мобилизовать жировые запасы для стимулирования энергоемких этапов фотосинтезаC. Детоксикация перекиси водорода, образующейся при β-окислении жировD. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 2
верно. Пероксисомы в стромальных клетках листьев повышают эффективность углеродной фиксации за счет изменения окислительного эффекта RuBisCO. Хотя пероксисомы играют определенную роль в мобилизации запасов жира (особенно во время прорастания семян) и детоксикации перекиси водорода, они не имеют прямого отношения к процессу фотосинтеза.
3. Почему многие пероксисомные нарушения приводят к нарушению функции мозга?A. Пероксисомы в мозге поддерживают гематоэнцефалический барьер, который предотвращает попадание токсинов в Центральная нервная система B. Пероксисомы генерируют важные фосфолипиды, необходимые для нервной деятельностиC. Расстройства пероксисом приводят к снижению функции печени, которая влияет на мозгD. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 3
В верно. Одна из главных ролей для пероксисом в нервная система это поколение глицерофосфолипидов называется плазмалогены. Эти липиды составляют большую часть липидов, присутствующих в центральной и периферической нервной системе, особенно в миелиновых оболочках. Хотя в настоящее время ведется работа по изучению роли пероксисом в гематоэнцефалическом барьере, она не до конца понята. Точно так же можно утверждать, что все основные органы тела, такие как печень и мозг, могут влиять друг на друга. Тем не менее, проксимальная причина недостаточной функции мозга обусловлена отсутствием специфических фосфолипидов, которые синтезируются в пероксисомах, присутствующих в нерве. ткань,