Organelli cellulari. Citoplasma e sue componenti strutturali

Organelli cellulari.  Citoplasma e sue componenti strutturali

Oltre agli organelli o agli organelli, la cellula contiene inclusioni cellulari non permanenti. Tipicamente si trova nel citoplasma, ma può essere trovato nei mitocondri, nel nucleo e in altri organelli.

Tipi e forme

Le inclusioni sono componenti opzionali di una cellula vegetale o animale che si accumulano durante la vita e il metabolismo. Le inclusioni non devono essere confuse con gli organelli. A differenza degli organelli, le inclusioni compaiono e scompaiono nella struttura cellulare. Alcuni sono piccoli, appena percettibili, altri sono più grandi degli organelli. Possono avere forme diverse e composizione chimica diversa.

In base alla forma si distinguono:

  • granuli;
  • cristalli;
  • cereali;
  • gocce;
  • granuli.

Riso. 1. Forme di inclusioni.

Secondo lo scopo funzionale, le inclusioni sono divise nei seguenti gruppi:

  • trofico o cumulativo- riserve di nutrienti (impregnazioni di lipidi, polisaccaridi, meno spesso - proteine);
  • segreti- composti chimici in forma liquida che si accumulano nelle cellule ghiandolari;
  • pigmenti- sostanze colorate che svolgono determinate funzioni (ad esempio l'emoglobina trasporta l'ossigeno, la melanina colora la pelle);
  • escrementi- prodotti della degradazione metabolica.

Riso. 2. Pigmenti in una cellula.

Tutte le inclusioni sono prodotti del metabolismo intracellulare. Alcuni rimangono nella gabbia “di riserva”, altri vengono consumati e altri vengono rimossi dalla gabbia nel tempo.

Struttura e funzioni

Le principali inclusioni della cellula sono grassi, proteine ​​e carboidrati. La loro breve descrizione è riportata nella tabella “Struttura e funzioni delle inclusioni cellulari”.

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Inclusioni

Struttura

Funzioni

Esempi

Piccole gocce. Trovato nel citoplasma. Nei mammiferi, le goccioline di grasso si trovano in speciali cellule adipose. Nelle piante la maggior parte delle goccioline di grasso si trovano nei semi

Sono la principale fonte di energia; la scomposizione di 1 g di grasso libera 39,1 kJ di energia

Cellule del tessuto connettivo

Polisaccaridi

Granuli di varie forme e dimensioni. Solitamente immagazzinato nella cellula animale sotto forma di glicogeno. I grani di amido si accumulano nelle piante

Se necessario, reintegrano la carenza di glucosio e fungono da riserva energetica.

Cellule delle fibre muscolari striate, fegato

Granuli sotto forma di piatti, palline, bastoncini. Sono meno comuni dei lipidi e degli zuccheri, perché La maggior parte delle proteine ​​vengono consumate durante il metabolismo

Sono materiali da costruzione

Ovulo, cellule epatiche, protozoi

In una cellula vegetale, il ruolo delle inclusioni è svolto dai vacuoli, organelli di membrana che accumulano sostanze nutritive. I vacuoli contengono una soluzione acquosa di sostanze organiche (sali) e inorganiche (carboidrati, proteine, acidi, ecc.). Le proteine ​​possono essere presenti in piccole quantità nel nucleo. I lipidi sotto forma di goccioline si accumulano nel citoplasma.

Gli organelli cellulari, noti anche come organelli, sono strutture specializzate della cellula stessa, responsabili di varie funzioni importanti e vitali. Dopotutto, perché “organelli”? È solo che qui questi componenti cellulari vengono confrontati con gli organi di un organismo multicellulare.

Quali organelli compongono la cellula?

Inoltre, a volte gli organelli significano solo le strutture permanenti della cellula che si trovano al suo interno. Per lo stesso motivo il nucleo della cellula e il suo nucleolo non sono chiamati organelli, così come non sono organelli le ciglia e i flagelli. Ma gli organelli che compongono la cellula comprendono: complesso, reticolo endoplasmatico, ribosomi, microtubuli, microfilamenti, lisosomi. In realtà, questi sono i principali organelli della cellula.

Se parliamo di cellule animali, i loro organelli includono anche centrioli e microfibrille. Ma il numero di organelli di una cellula vegetale comprende ancora solo i plastidi caratteristici delle piante. In generale, la composizione degli organelli nelle cellule può differire in modo significativo a seconda del tipo di cellula stessa.

Disegno della struttura di una cellula, compresi i suoi organelli.

Organelli cellulari a doppia membrana

Anche in biologia esiste un fenomeno come gli organelli cellulari a doppia membrana, questi includono mitocondri e plastidi. Di seguito descriveremo le loro funzioni inerenti, così come tutti gli altri organelli principali.

Funzioni degli organelli cellulari

Descriviamo ora brevemente le principali funzioni degli organelli delle cellule animali. COSÌ:

  • La membrana plasmatica è una pellicola sottile attorno alla cellula costituita da lipidi e proteine. Un organello molto importante che trasporta acqua, minerali e sostanze organiche nella cellula, rimuove i prodotti di scarto nocivi e protegge la cellula.
  • Il citoplasma è l'ambiente semiliquido interno della cellula. Fornisce la comunicazione tra il nucleo e gli organelli.
  • Anche il reticolo endoplasmatico è una rete di canali nel citoplasma. Prende parte attiva nella sintesi di proteine, carboidrati e lipidi ed è coinvolto nel trasporto dei nutrienti.
  • I mitocondri sono organelli in cui le sostanze organiche vengono ossidate e le molecole di ATP vengono sintetizzate con la partecipazione di enzimi. Essenzialmente, i mitocondri sono un organello cellulare che sintetizza energia.
  • I plastidi (cloroplasti, leucoplasti, cromoplasti) - come abbiamo accennato in precedenza, si trovano esclusivamente nelle cellule vegetali; in generale, la loro presenza è la caratteristica principale dell'organismo vegetale. Svolgono una funzione molto importante, ad esempio i cloroplasti, contenenti il ​​pigmento verde clorofilla, sono responsabili del fenomeno nelle piante.
  • Il complesso del Golgi è un sistema di cavità delimitate dal citoplasma da una membrana. Effettuare la sintesi di grassi e carboidrati sulla membrana.
  • I lisosomi sono corpi separati dal citoplasma da una membrana. Gli speciali enzimi che contengono accelerano la scomposizione di molecole complesse. Il lisosoma è anche un organello che garantisce l'assemblaggio delle proteine ​​nelle cellule.
  • - cavità nel citoplasma piene di linfa cellulare, luogo di accumulo di nutrienti di riserva; regolano il contenuto di acqua nella cellula.

In generale tutti gli organelli sono importanti, perché regolano la vita della cellula.

Organelli cellulari di base, video

E infine, un video tematico sugli organelli cellulari.

Organelli non di membrana:

MITOCONDRI

(mitos - filo; chondr - grano)

Inaugurato alla fine del secolo scorso. Utilizzando un microscopio elettronico, è stata determinata la loro struttura.

È ricoperto da due membrane, tra le quali c'è uno spazio intermembrana. La membrana esterna è porosa. Sulla membrana interna ci sono creste su cui si trovano alcuni ATP (strutture speciali - particelle con enzimi) dove avviene la sintesi di ATP. All'interno c'è una matrice in cui si trovano filamenti di DNA, granuli di ribosomi, mRNA, t-RNA e particelle dense di elettroni, dove si trovano i cationi Ca e Mg.

La matrice contiene enzimi che scompongono i prodotti della glicolisi (ossidazione anaerobica) in CO 2 e H. Gli ioni idrogeno entrano negli ATP-somi e si combinano con l'ossigeno, formando acqua. L'energia rilasciata in questo caso viene utilizzata nella reazione di fosforilazione con formazione di ATP. L'ATP è in grado di scomporsi in ADP e in un residuo di fosforo, nonché in energia utilizzata per eseguire processi di sintesi.

Pertanto, i mitocondri sono associati alla produzione di energia attraverso la sintesi di ATP, motivo per cui sono considerati le centrali energetiche delle cellule. La presenza di DNA e ribosomi indica la sintesi autonoma di alcune proteine. La durata della vita dei mitocondri nei neuroni va dai 6 ai 30 giorni. La nuova formazione dei mitocondri avviene a causa del germogliamento e della formazione di costrizioni, seguite dalla divisione in due. Il numero di mitocondri va da 1000 a 3000 e nelle uova fino a 300.000 (la loro perdita viene reintegrata a causa della divisione e del germogliamento).

RETICOLO ENDOPLASMATICO

È un sistema di cisterne, tubi e vescicole appiattite, che insieme creano una rete di membrane del citoplasma delle cellule. Se i ribosomi sono attaccati alla superficie esterna, la rete è granulare (ruvida), senza ribosomi è agranulare. La funzione principale del reticolo endoplasmatico è l'accumulo, l'isolamento e il trasporto delle sostanze formate. Nella rete granulare avviene la sintesi proteica, nella rete agranulare - la sintesi e la scomposizione del glicogeno, la sintesi degli ormoni steroidei (lipidi), la neutralizzazione delle tossine, degli agenti cancerogeni, ecc. Nelle fibre muscolari e nelle cellule del tessuto muscolare liscio, il reticolo endoplasmatico è un deposito di Ca. Le sostanze formate nella rete entrano nel complesso del Golgi.

COMPLESSO DEL GOLGI

Fu inaugurato nel 1898. Gli scienziati hanno concluso che questo organello concentra selettivamente le sostanze sintetizzate nella cellula. Il complesso del Golgi è costituito da cisterne o sacche appiattite; vescicole di trasporto che portano le secrezioni proteiche dal reticolo endoplasmatico; vacuoli che condensano le secrezioni, che sono separati dalle sacche e dalle cisterne. La secrezione nei vacuoli viene compattata e si trasformano in granuli secretori, che vengono poi rimossi dalla cellula.


Il complesso del Golgi è formato dal basso sulla superficie di formazione da frammenti (vescicole di trasporto) del reticolo endoplasmatico situati al di sotto di esso. I frammenti si separano, si uniscono e formano sacchi o cisterne. Nei serbatoi del complesso del Golgi avviene anche la sintesi delle glicoproteine, cioè modifica delle proteine ​​combinando polisaccaridi con proteine ​​e formando lisosomi. Partecipa alla formazione della membrana, che inizia nel reticolo endoplasmatico.

LISOSOMI

Sono stati aperti nel 1955. Sembrano bolle delimitate da una membrana. Sono stati scoperti dalla presenza di enzimi idrolitici (fosfatasi acida). La loro funzione principale è la decomposizione delle sostanze che sono entrate dall'esterno, nonché degli organelli e delle inclusioni durante il rinnovamento o con una diminuzione dell'attività funzionale (così come l'intera cellula in condizioni di involuzione dell'organo - ad esempio, involuzione dell'utero dopo il parto). Pertanto, i lisosomi sono il sistema digestivo della cellula.

Esistono 4 forme di lisosomi:

1. Primario: granello di stoccaggio.

2. Secondario (fagolisosomi), in cui si verificano l'attivazione degli enzimi e la lisi delle sostanze.

3. Autofagosomi: idrolisi delle strutture intracellulari.

4. Corpi residui, il cui contenuto viene rimosso dalla cellula mediante esocitosi.

Le sostanze digerite entrano (diffondono) nello ialoplasma e sono incluse nei processi metabolici.

PEROSSISOMI

Si tratta di strutture sferiche con un diametro di 0,3-1,5 micron. La loro matrice può essere amorfa, granulare e cristallina. Provengono dal reticolo endoplasmatico e assomigliano ai lisosomi, solo che sono meno densi di elettroni. Contengono l'enzima catalasi, che distrugge i perossidi formati durante la degradazione dei lipidi, che sono tossici per la cellula, interrompendo le funzioni delle membrane.

Organelli non di membrana:

RIBOSOMI

Queste sono strutture associate alla sintesi proteica. Si formano nel nucleolo e sono costituiti da proteine ​​ribosomiali provenienti dal citoplasma e da RNA ribosomiale sintetizzato nel nucleolo. Nella struttura dei ribosomi ci sono subunità grandi e piccole legate da ioni Mg. I ribosomi si trovano liberamente nel citoplasma o sotto forma di piccoli cluster (polisomi), oppure sono associati al reticolo endoplasmatico.

I ribosomi e i polisomi liberi si trovano nelle cellule giovani e sintetizzano le proteine ​​per la crescita della cellula stessa, mentre i ribosomi sul reticolo endoplasmatico sintetizzano le proteine ​​“per l’esportazione”. Per la sintesi proteica sono necessari: 1) aminoacidi (20 di essi); 2) Inf-RNA (formato nel nucleo, su di esso sono presenti trinucleotidi che formano il codice; 3) RNA di trasferimento e 4) un numero di enzimi.

CITOSCHELETRO

Per molto tempo, gli scienziati non sapevano cosa mantiene l'ordine nella cellula e non consente al suo contenuto di raggrupparsi, causando il movimento e il cambiamento di forma del citoplasma, fino all'invenzione del microscopio elettronico. È diventato chiaro che lo spazio tra il nucleo e la superficie interna del plasmalemma ha una struttura ordinata. In primo luogo, è suddiviso e suddiviso in compartimenti mediante membrane interne e, in secondo luogo, lo spazio intracellulare è riempito con vari filamenti: fibre proteiche filiformi che compongono lo scheletro. In base al loro diametro, queste fibre venivano suddivise in microtubuli, microfibrille E filamenti intermedi. Si è scoperto che i microtubuli sono cilindri cavi costituiti dalla proteina tubulina; microfibrille: lunghe strutture fibrillare costituite da proteine ​​di actina e miosina; e quelli intermedi sono costituiti da diverse proteine ​​(nell'epitelio - cheratina, ecc.). Microtubuli e microfibrille forniscono processi motori nella cellula e partecipano alla funzione di supporto. I filamenti intermedi svolgono solo una funzione di supporto.

Recentemente, gli scienziati hanno scoperto il 4o componente del citoscheletro: filamenti sottili che forniscono la connessione ai componenti principali del citoscheletro. Permeano l'intero citoplasma, formando reticoli e, possibilmente, partecipano alla trasmissione dei segnali dalla superficie cellulare al nucleo.

I microtubuli sono coinvolti nella formazione centrioli, rappresentati come due cilindri perpendicolari tra loro. I cilindri sono costituiti da 9 triplette di microtubuli (9 x 3)+0. I satelliti sono collegati ai centrioli, che sono i centri del gruppo fuso di divisione. Fibrille sottili si trovano radialmente attorno ai centrioli, formando una centrosfera. Insieme sono chiamati il ​​centro della cellula.

In preparazione alla divisione, i centrioli raddoppiano. Due centrioli divergono e vicino a ciascuno si forma una nuova figlia. Le coppie vanno ai poli. In questo caso la vecchia rete di microtubuli scompare e viene sostituita da un fuso mitotico, anch'esso costituito da microtubuli, ma singoli, non duplicati (9 x1) + 0. Il centro cellulare fa tutto questo.

I microtubuli partecipano alla formazione delle ciglia e dei flagelli. La formula delle ciglia e degli assonemi della coda dello sperma è (9 x 2)+2, e il corpo basale alla base delle ciglia è (9 x 3)+0. Oltre alla tubulina, le ciglia e i flagelli contengono deneina. . Se mancano uno o due tubi centrali, le ciglia e i flagelli non si muovono. A ciò possono essere associate l’infertilità maschile e la bronchite cronica.

Filamenti intermedi il più delle volte si trova in quei punti del tessuto sottoposti a stress meccanico. Grazie alla loro forza, continuano a servire anche dopo la morte della cellula (capelli).

Organelli e inclusioni

Organelli non di membrana:

MITOCONDRI

(mitos - filo; chondr - grano)

Inaugurato alla fine del secolo scorso. Utilizzando un microscopio elettronico, è stata determinata la loro struttura.

È ricoperto da due membrane, tra le quali c'è uno spazio intermembrana. La membrana esterna è porosa. Sulla membrana interna ci sono creste su cui si trovano alcuni ATP (strutture speciali - particelle con enzimi) dove avviene la sintesi di ATP. All'interno c'è una matrice in cui si trovano filamenti di DNA, granuli di ribosomi, mRNA, t-RNA e particelle dense di elettroni, dove si trovano i cationi Ca e Mg.

La matrice contiene enzimi che scompongono i prodotti della glicolisi (ossidazione anaerobica) in CO 2 e H. Gli ioni idrogeno entrano negli ATP-somi e si combinano con l'ossigeno, formando acqua. L'energia rilasciata in questo caso viene utilizzata nella reazione di fosforilazione con formazione di ATP. L'ATP è in grado di scomporsi in ADP e in un residuo di fosforo, nonché in energia utilizzata per eseguire processi di sintesi.

Pertanto, i mitocondri sono associati alla produzione di energia attraverso la sintesi di ATP, motivo per cui sono considerati le centrali energetiche delle cellule. La presenza di DNA e ribosomi indica la sintesi autonoma di alcune proteine. La durata della vita dei mitocondri nei neuroni va dai 6 ai 30 giorni. La nuova formazione dei mitocondri avviene a causa del germogliamento e della formazione di costrizioni, seguite dalla divisione in due. Il numero di mitocondri va da 1000 a 3000 e nelle uova fino a 300.000 (la loro perdita viene reintegrata a causa della divisione e del germogliamento).

RETICOLO ENDOPLASMATICO

È un sistema di cisterne, tubi e vescicole appiattite, che insieme creano una rete di membrane del citoplasma delle cellule. Se i ribosomi sono attaccati alla superficie esterna, la rete è granulare (ruvida), senza ribosomi è agranulare. La funzione principale del reticolo endoplasmatico è l'accumulo, l'isolamento e il trasporto delle sostanze formate. Nella rete granulare avviene la sintesi proteica, nella rete agranulare - la sintesi e la scomposizione del glicogeno, la sintesi degli ormoni steroidei (lipidi), la neutralizzazione delle tossine, degli agenti cancerogeni, ecc. Nelle fibre muscolari e nelle cellule del tessuto muscolare liscio, il reticolo endoplasmatico è un deposito di Ca. Le sostanze formate nella rete entrano nel complesso del Golgi.

COMPLESSO DEL GOLGI

Fu inaugurato nel 1898. Gli scienziati hanno concluso che questo organello concentra selettivamente le sostanze sintetizzate nella cellula. Il complesso del Golgi è costituito da cisterne o sacche appiattite; vescicole di trasporto che portano le secrezioni proteiche dal reticolo endoplasmatico; vacuoli che condensano le secrezioni, che sono separati dalle sacche e dalle cisterne. La secrezione nei vacuoli viene compattata e si trasformano in granuli secretori, che vengono poi rimossi dalla cellula.

Il complesso del Golgi è formato dal basso sulla superficie di formazione da frammenti (vescicole di trasporto) del reticolo endoplasmatico situati al di sotto di esso. I frammenti si separano, si uniscono e formano sacchi o cisterne. Nei serbatoi del complesso del Golgi avviene anche la sintesi delle glicoproteine, cioè modifica delle proteine ​​combinando polisaccaridi con proteine ​​e formando lisosomi. Partecipa alla formazione della membrana, che inizia nel reticolo endoplasmatico.

LISOSOMI

Sono stati aperti nel 1955. Sembrano bolle delimitate da una membrana. Sono stati scoperti dalla presenza di enzimi idrolitici (fosfatasi acida). La loro funzione principale è la decomposizione delle sostanze che sono entrate dall'esterno, nonché degli organelli e delle inclusioni durante il rinnovamento o con una diminuzione dell'attività funzionale (così come l'intera cellula in condizioni di involuzione dell'organo - ad esempio, involuzione dell'utero dopo il parto). Pertanto, i lisosomi sono il sistema digestivo della cellula.

Esistono 4 forme di lisosomi:

1. Primario: granello di stoccaggio.

2. Secondario (fagolisosomi), in cui si verificano l'attivazione degli enzimi e la lisi delle sostanze.

3. Autofagosomi: idrolisi delle strutture intracellulari.

4. Corpi residui, il cui contenuto viene rimosso dalla cellula mediante esocitosi.

Le sostanze digerite entrano (diffondono) nello ialoplasma e sono incluse nei processi metabolici.

PEROSSISOMI

Si tratta di strutture sferiche con un diametro di 0,3-1,5 micron. La loro matrice può essere amorfa, granulare e cristallina. Provengono dal reticolo endoplasmatico e assomigliano ai lisosomi, solo che sono meno densi di elettroni. Contengono l'enzima catalasi, che distrugge i perossidi formati durante la degradazione dei lipidi, che sono tossici per la cellula, interrompendo le funzioni delle membrane.

Organelli non di membrana:

RIBOSOMI

Queste sono strutture associate alla sintesi proteica. Si formano nel nucleolo e sono costituiti da proteine ​​ribosomiali provenienti dal citoplasma e da RNA ribosomiale sintetizzato nel nucleolo. Nella struttura dei ribosomi ci sono subunità grandi e piccole legate da ioni Mg. I ribosomi si trovano liberamente nel citoplasma o sotto forma di piccoli cluster (polisomi), oppure sono associati al reticolo endoplasmatico.

I ribosomi e i polisomi liberi si trovano nelle cellule giovani e sintetizzano le proteine ​​per la crescita della cellula stessa, mentre i ribosomi sul reticolo endoplasmatico sintetizzano le proteine ​​“per l’esportazione”. Per la sintesi proteica sono necessari: 1) aminoacidi (20 di essi); 2) Inf-RNA (formato nel nucleo, su di esso sono presenti trinucleotidi che formano il codice; 3) RNA di trasferimento e 4) un numero di enzimi.

CITOSCHELETRO

Per molto tempo, gli scienziati non sapevano cosa mantiene l'ordine nella cellula e non consente al suo contenuto di raggrupparsi, causando il movimento e il cambiamento di forma del citoplasma, fino all'invenzione del microscopio elettronico. È diventato chiaro che lo spazio tra il nucleo e la superficie interna del plasmalemma ha una struttura ordinata. In primo luogo, è suddiviso e suddiviso in compartimenti mediante membrane interne e, in secondo luogo, lo spazio intracellulare è riempito con vari filamenti: fibre proteiche filiformi che compongono lo scheletro. In base al loro diametro, queste fibre venivano suddivise in microtubuli, microfibrille E filamenti intermedi. Si è scoperto che i microtubuli sono cilindri cavi costituiti dalla proteina tubulina; microfibrille: lunghe strutture fibrillare costituite da proteine ​​di actina e miosina; e quelli intermedi sono costituiti da diverse proteine ​​(nell'epitelio - cheratina, ecc.). Microtubuli e microfibrille forniscono processi motori nella cellula e partecipano alla funzione di supporto. I filamenti intermedi svolgono solo una funzione di supporto.

Recentemente, gli scienziati hanno scoperto il 4o componente del citoscheletro: filamenti sottili che forniscono la connessione ai componenti principali del citoscheletro. Permeano l'intero citoplasma, formando reticoli e, possibilmente, partecipano alla trasmissione dei segnali dalla superficie cellulare al nucleo.



I microtubuli sono coinvolti nella formazione centrioli, rappresentati come due cilindri perpendicolari tra loro. I cilindri sono costituiti da 9 triplette di microtubuli (9 x 3)+0. I satelliti sono collegati ai centrioli, che sono i centri del gruppo fuso di divisione. Fibrille sottili si trovano radialmente attorno ai centrioli, formando una centrosfera. Insieme sono chiamati il ​​centro della cellula.

In preparazione alla divisione, i centrioli raddoppiano. Due centrioli divergono e vicino a ciascuno si forma una nuova figlia. Le coppie vanno ai poli. In questo caso la vecchia rete di microtubuli scompare e viene sostituita da un fuso mitotico, anch'esso costituito da microtubuli, ma singoli, non duplicati (9 x1) + 0. Il centro cellulare fa tutto questo.

I microtubuli partecipano alla formazione delle ciglia e dei flagelli. La formula delle ciglia e degli assonemi della coda dello sperma è (9 x 2)+2, e il corpo basale alla base delle ciglia è (9 x 3)+0. Oltre alla tubulina, le ciglia e i flagelli contengono deneina. . Se mancano uno o due tubi centrali, le ciglia e i flagelli non si muovono. A ciò possono essere associate l’infertilità maschile e la bronchite cronica.

Filamenti intermedi il più delle volte si trova in quei punti del tessuto sottoposti a stress meccanico. Grazie alla loro forza, continuano a servire anche dopo la morte della cellula (capelli).

INCLUSIONI

Strutture variabili del citoplasma. Possono essere lipidi, carboidrati, proteine, vitamine e vengono utilizzati dalle cellule come fonti di energia e nutrienti. Possono essere rilasciati dalla cellula e utilizzati dall'organismo (inclusioni secretorie). Le inclusioni sono goccioline di grasso, glicogeno, enzimi, inclusioni di pigmenti.

NUCLEO

È un componente essenziale di una cellula completa. Fornisce due funzioni:

1. Conservazione e trasferimento dell'informazione genetica.

2. Implementazione delle informazioni per garantire la sintesi proteica.

Le informazioni ereditarie vengono archiviate sotto forma di strutture di DNA immutabili. La riproduzione o la duplicazione delle molecole di DNA (raddoppio) avviene nel nucleo, il che rende possibile a due cellule figlie di ricevere la stessa quantità di informazioni genetiche durante la mitosi.

Si verifica sulle molecole di DNA trascrizione di vari RNA messaggeri, di trasporto e ribosomiali.

Succede nel nucleo la formazione di subunità ribosomiali combinando l'RNA ribosomiale con le proteine ​​ribosomiali sintetizzate nel citoplasma e trasferite al nucleo. Le cellule prive di nucleo non sono in grado di sintetizzare le proteine ​​(ad esempio, i globuli rossi). La violazione di qualsiasi funzione nucleare porta alla morte cellulare.

La forma dei nuclei è per lo più rotonda, ma alcuni sono bastoncellari e segmentati. Il nucleo è diviso in membrana nucleare, carioplasma (matrice nucleare), cromatina e nucleolo. La membrana nucleare - il cariolemma - è costituita da due membrane lipoproteiche, tra le quali si trova uno spazio perinucleare.

Il guscio contiene pori nucleari (complesso dei pori), con un diametro di 80-90 nm. Nella zona dei pori le membrane si uniscono. All'interno del poro ci sono tre file di granuli (globuli proteici) di 8 pezzi ciascuna. C'è anche un granulo al centro, e con ciascuno dei 24 granuli è collegato da fili sottili (fibrille), formando una rete. Le micromolecole lo attraversano dal nucleo e nel nucleo. Il numero di pori può variare a seconda dell'attività del nucleo.

I poliribosomi si trovano sulla membrana nucleare esterna rivolta verso il citoplasma della cellula e possono passare nelle membrane del reticolo endoplasmatico.

La membrana interna è collegata con una placca densa, che è una fitta rete di fibrille proteiche collegate alle fibrille del carioplasma. La placca e il sistema fibrillare svolgono una funzione di supporto. Una piastra densa con l'aiuto di proteine ​​speciali è associata a sezioni di cromosomi e garantisce l'ordine della loro posizione durante il periodo interfase.

Pertanto, l'involucro nucleare è una barriera che separa il contenuto del nucleo dal citoplasma, limitando il libero accesso al nucleo di grandi aggregati e regolando il trasporto di micromolecole tra il nucleo e il citoplasma, oltre a fissare i cromosomi nel nucleo.

Carioplasma- sostanza priva di struttura, contiene varie proteine ​​(nucleoproteine, glicoproteine, enzimi e composti coinvolti nella sintesi di acidi nucleici, proteine ​​e altre sostanze). Ad alto ingrandimento sono visibili i granuli di ribonucleoproteina. Sono stati identificati prodotti del metabolismo proteico, enzimi glicolitici e altri.

Cromatina- una sostanza densa e ben colorata. È rappresentato da un insieme di cromosomi. I cromosomi sono costantemente presenti, ma sono visibili solo durante la mitosi, poiché si muovono a spirale e si ispessiscono fortemente. Nel nucleo interfase despirano e non sono visibili. Le aree condensate conservate sono chiamate eterocromatina e le aree decondensate sono chiamate eucromatina, in cui viene svolto un lavoro attivo sulla sintesi delle sostanze. Di solito c'è molta eucromatina nelle cellule giovani.

La cromatina è costituita da DNA (30-40%), proteine ​​(60-70%) e una piccola quantità di RNA (cioè desossiribonucleoproteina). La molecola del DNA è una doppia elica, con diverse basi azotate. Le proteine ​​sono rappresentate da istoni e non istoni. Gli istoni (basici) svolgono una funzione strutturale garantendo il ripiegamento del DNA. I neistoni formano una matrice nel nucleo interfase e regolano la sintesi degli acidi nucleici.

Nucleolo- un corpo rotondo all'interno del nucleo. Questo è il sito della produzione dell'RNA ribosomiale e della formazione dei ribosomi. Gli organizzatori nucleolari sono sezioni del cromosoma (o DNA) che contengono geni che codificano per la sintesi dell'RNA ribosomiale. Queste aree sono adiacenti alla superficie del nucleolo sotto forma di cromatina condensata, dove viene sintetizzato il precursore dell'RNA. Nella zona nucleolare, il precursore è rivestito di proteine, formando subunità ribosomiali. Entrando nel citoplasma, completano la loro formazione e partecipano al processo di sintesi proteica.

Il nucleolo è costituito da: cromatina nucleolare, strutture fibrillare (filamenti di RNA) e granulari (granuli di ribosomi che formano RNA) costituite da nucleoproteine. Le componenti fibrillare e granulare formano il filamento nucleolare (nucleolonema).

Insieme agli organelli di membrana e non di membrana nel citoplasma ci sono inclusioni cellulari, che sono elementi non permanenti della cellula. Appaiono e scompaiono durante il suo ciclo di vita.

Cosa sono le inclusioni cellulari, qual è il loro ruolo nella cellula?

Le inclusioni, infatti, sono prodotti metabolici che possono accumularsi sotto forma di granuli, granelli o goccioline con strutture chimiche diverse. Raramente si trova nel nucleo.

Si formano principalmente nel complesso lamellare e nel reticolo endoplasmatico. Una parte è il risultato di una digestione incompleta (emosiderina).

Il processo di scissione e rimozione dipende dall'origine. Le inclusioni secretorie vengono escrete attraverso i dotti, le inclusioni di carboidrati e lipidi vengono divise sotto l'azione degli enzimi, la melanina viene distrutta dalle cellule di Langerhans.

Classificazione delle inclusioni cellulari:

  • Trofico (amido, glicogeno, lipidi);
  • secretorio (inclusioni del pancreas, organi endocrini);
  • escretore (granuli di acido urico);
  • pigmento (melanina, bilirubina);
  • casuale (medicinali, silicio);
  • minerali (sali di calcio).

Struttura e funzioni

Grasso le inclusioni spesso si accumulano nel citoplasma sotto forma di piccole goccioline. Sono caratteristici degli organismi unicellulari, ad esempio i ciliati. Negli animali superiori, le goccioline lipidiche si trovano nel tessuto adiposo. L'eccessivo accumulo di inclusioni grasse porta a cambiamenti patologici negli organi, ad esempio provoca la degenerazione grassa del fegato.

Polisaccaride hanno una struttura granulare di varie forme e dimensioni. I loro maggiori accumuli si trovano nelle cellule dei muscoli striati e del tessuto epatico.


Inclusioni proteiche non si trovano spesso, sono principalmente una sostanza nutritiva nelle uova (all'esame microscopico si possono vedere vari tipi di placche e bastoncini).

Pigmento lipofuscina - Si tratta di inclusioni gialle o marroni che si accumulano nelle cellule durante la vita. Il pigmento emoglobina fa parte dei globuli rossi. Rodopsina: rende i bastoncelli retinici sensibili alla luce.

Struttura e funzioni delle inclusioni cellulari
Gruppo Caratteristica
TroficoQuesto include proteine, grassi e carboidrati. Le cellule animali, in particolare il fegato e le fibre muscolari, contengono glicogeno. Con carichi e consumo di una grande quantità di energia, viene utilizzata in primo luogo. Le piante accumulano amido come principale fonte di nutrimento.
escretoreQuesti sono prodotti del metabolismo cellulare che non sono stati rimossi da esso. Ciò include anche agenti estranei che sono penetrati nello spazio intracellulare. Tali inclusioni vengono assorbite ed elaborate dai lisosomi.
SecretarioLa loro sintesi avviene in apposite cellule, per poi essere fatte uscire attraverso i dotti o con il flusso della linfa e del sangue. Il gruppo secretorio comprende gli ormoni.
PigmentoTalvolta sono rappresentati da prodotti metabolici: granuli di lipofuscina o accumuli di emosiderina. Si trova nei melanociti, cellule che hanno colore. Svolge una funzione protettiva, prevenendo gli effetti dei raggi solari. Nelle specie più semplici, in molti organi si trovano melanociti, che conferiscono agli animali un colore diverso. Negli esseri umani, la massa principale delle cellule del pigmento si trova nell'epidermide, in parte nell'iride dell'occhio.
CasualeTrovato in cellule capaci di fagocitosi. I batteri catturati e scarsamente digeriti rimangono nel citoplasma sotto forma di granuli.
MineraleQuesti includono i sali di Ca, che si depositano con una diminuzione dell'attività dell'organo. La violazione del metabolismo ionico porta anche all'accumulo di sali nella matrice mitocondriale.

Significato biologico e medico delle inclusioni cellulari

Un eccessivo accumulo di inclusioni può portare allo sviluppo di gravi patologie, comunemente chiamate malattie da accumulo. La formazione della malattia è associata ad una diminuzione dell'attività degli enzimi lisosomiali e all'assunzione eccessiva di qualsiasi sostanza (degenerazione grassa del fegato, tessuto glicogeno-muscolare).

Ad esempio, lo sviluppo della malattia ereditaria di Pompe è causato da una carenza dell'enzima maltasi acida Di conseguenza, il glicogeno nelle cellule si riscalda, il che porta alla degenerazione del tessuto nervoso e muscolare.

Nel citoplasma possono accumularsi sostanze inerenti alla cellula, così come sostanze estranee che normalmente non si trovano (amiloidosi renale). Durante l'invecchiamento del corpo, la lipofuscina si accumula in tutte le cellule e funge da indicatore dell'inferiorità funzionale delle cellule.

In che modo gli organelli differiscono dalle inclusioni cellulari?

Organidi - Questi sono elementi strutturali permanenti della cellula necessari per il lavoro e la vita stabili.

Inclusioni - Questi sono componenti di una cellula che possono apparire e scomparire nel corso della sua vita.





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