Краткое содержание: Параграф § 18 / Биология 10 класс

Комплекс Гольджи, Лизосомы и Вакуоли: Структура и Функции

Параграф подробно освещает строение и функции трех ключевых мембранных органоидов клетки: комплекса Гольджи (аппарата Гольджи, АГ), лизосом и вакуолей. Комплекс Гольджи представляет собой орган, состоящий из стопок плоских мембранных структур, называемых цистернами, число которых обычно колеблется от 4 до 6. Внешние цистерны АГ сложены друг на друга, напоминая стопку тарелок. Располагается он чаще всего вблизи ядра. Функционально АГ тесно связан с эндоплазматической сетью (ЭПС), так как из мембранных пузырьков, отделившихся от ЭПС, формируются его цистерны. Основная роль АГ заключается в окончательном формировании белков, синтезированных на рибосомах гранулярной ЭПС, и их последующем хранении или упаковке в мембранные пузырьки для транспортировки за пределы клетки. В частности, гормоны, производимые клетками эндокринных желез, отделяются от аппарата Гольджи и выводятся наружу. Таким образом, АГ выполняет функции синтеза, накопления, построения и секреции, а также участвует в образовании лизосом.

Лизосомы — это небольшие пузырьки внутри клетки, содержащие набор гидролитических ферментов, необходимых для внутриклеточного пищеварения. Диаметр одной лизосомы составляет от 0,5 до 2 мкм, и она может содержать десятки видов ферментов, способных расщеплять сложные молекулы, такие как белки, жиры, полисахариды и нуклеиновые кислоты. Эти ферменты сначала синтезируются на рибосомах шероховатой ЭПС, подвергаются некоторым преобразованиям, а затем упаковываются в мембранные пузырьки и отделяются от аппарата Гольджи. Лизосомы, образующиеся непосредственно из АГ, называются первичными лизосомами. Они сливаются с вакуолями, содержащими пищевые частицы (фагосомы), образуя вторичные лизосомы, или пищеварительные вакуоли, где происходит переваривание поглощенной пищи. Вторичные лизосомы также могут сливаться с фагоцитарными вакуолями, содержащими захваченные бактерии, уничтожая таким образом возможных возбудителей болезней. Непереваренные фрагменты пищи или чужеродные частицы, которые остаются в лизосомах, выводятся из клетки путем экзоцитоза.

Лизосомы также играют важную роль в процессе аутофагии (самопереваривания) — уничтожении поврежденных или отслуживших свой срок органоидов. Во время аутофагии поврежденный органоид или даже целый участок цитоплазмы окружается мембранным отсеком (мембранами ЭПС), формируя двухмембранный пузырек — аутофагосому. Аутофагосомы сливаются с лизосомами, и их содержимое переваривается. Описан также процесс аутолиза, или саморазрушения клетки, когда лизосомы могут принимать участие в уничтожении клеточных структур, например, при превращении головастика в лягушку.

Вакуоли — это ограниченные мембраной полости, заполненные водными растворами различных веществ, необходимых для жизнедеятельности клетки. Маленькие многочисленные вакуоли, занимающие до 90% объема клетки, характерны для растительных клеток, отодвигая другие органоиды и ядро к наружной мембране. Вакуоли растений обеспечивают тургорное давление, поддерживая упругость клетки, и служат хранилищем воды, питательных веществ, солей и пигментов (например, антоцианов). В животных клетках вакуоли обычно меньше и их меньше, и они выполняют функцию выведения избытка воды (например, сократительные вакуоли пресноводных простейших) или содержат набор пищеварительных ферментов (пищеварительные вакуоли).

Важно отметить, что все эти органоиды — ЭПС, АГ, лизосомы и вакуоли — состоят из фосфолипидных мембран и функционально связаны, образуя единую систему, элементы которой могут трансформироваться друг в друга, используя универсальные свойства клеточных мембран.