Микроворсинки — структуры клетки, располагающиеся на ее свободной поверхности и выступающие во внеклеточное пространство,

Эти выпячивания значительно расширяют поверхность клетки. Микроворсинки активно всасывают и (или) активно переваривают вещества на поверхности клеток. Микроворсинкам присущи некоторым популяциям эпителиоцитов. Нередко для клеток, имеющих много микроворсинок, характерна высокая ферментативная активность и счет белков, прикрепляющихся к гликокаликсу (столбчатые энтероциты кишечника, тироциты щитовидной железы и т. д.).

Микроворсинки сформированы клеточной мембраной к гиалоплазмой.

Структурной основой каркаса микроворсинок служат тонкие микрофиламенты. (+)-конец микрофиламентов направлен на периферию и стыкуется с электронноплотным аморфным веществом дистальной части микроворсинки. Тонкие микрофиламенты в микроворсинке лежат параллельно друг к другу на расстоянии около 10 нм, регулярно соединяясь между собой с помощью белков — фимбрина и фаоцима. С мембранами они взаимодействуют с помощью минимиозина и фасцина. На поверхности микроворсинок нередко выявляется высокая концентрация белков с транспортно-насосными функциями (всасывающие эпителии).

Сходное строение имеют стереоциллии, однако в отличие от микроворсинок, стереоцилии имеют гораздо большие размеры и не обладают всасывающими функциями.

Реснички и жгутики. Реснички и жгутики на ультраструктурном уровне имеют сходные принципы строения, ко могут иметь разные функции. Реснички перемещают поверхностный субстрат полого органа, тогда как жгутик сперматозоида позволяет передвигаться самой клетке.

Реснички состоят из базалъного тельца и выступающей из клетки аксонемы. Базальное тельце по строению аналогично дочерней центриоле и состоит из девяти триплетов микротрубочек.

В основе аксонемы тоже лежат микротрубочки. Они формируются от базального тельца и достигают своим дистальным (-) концом гомогенного матрикса. Имеется девять дуплетов микротрубочек и две центральные микротрубочки. Каждый периферический дуплет представлен: а- микротрубочкой (полной) и б — микротрубочкой (неполной). Соседние дуплеты соединены между собой линейном (обладающим АТФ-азной активностью и позволяющим микро-трубочкам скользить по отношению друг к другу) и индогеном.

К центральным микротрубочкам от периферических радиально направляются спицы. Центральные же микротрубочки объединены втулкой.

Базальные инвагинации (впячивания).

Базальные впячивания – это внедрения цитолеммы в цитоплазму, прилежащие к базальной мембране или иной плотной структуре, например, впячивание цитолеммы на остеокласте со стороны разрушаемой (резорбцируемой) кости, существенно расширяющие поверхность клетки с внутренней (базальной) поверхности. Нередко в зонах впячиваний цитолеммы видны многочисленные мнтохондрии. Совокупность базальных инвагинаций и митохондрий формирует базальную исчерченность.

Наличие базальной исчерченности — признак активных процессов трансмембранного перекоса веществ, когда наряду с увеличением поверхности значение имеет и высокий уровень энергетического потребления, обеспечиваемый АТФ.

Базальные впячивания формируют сложный лабиринт каналов и ходов, взаимопереплетений. На их поверхности обнаруживаете высокая концентрация ионных каналов, рецепторов, нередко — ферментативная активность. Форму базальных впячиваний поддерживают структуры цитоскелета — в первую очередь промежуточные филаменты и тонкие микрофиламенты. Состав промежуточных филаментов разнообразен и зависит от тканевой принадлежности клетки. В эпителиях — это цитокератины. Они формируют микрофибриллы. В зоне впячиваний часто можно встретить полудесмосомальные контакты.

86

Источник: StudFiles.net

см. Тубулин-динеиновый комплекс

Тубулин

Классическим примером постоянной субмембранной системы может служить тубулин-динеиновая система ресничек и жгутиков. Основным компонентом этой системы являются строго организованные микротрубочки, представленные двумя центральными и девятью парами (или дублетами) перифериче­ских (рис. 9, А). Так же как и в нестабильных субмембранных системах, трубочки состоят из димеров тубулина, расположен­ных в шахматном порядке. Лишь в местах контактов двух ми­кротрубочек А и Б, образующих дублет, такой порядок нару­шается, и в трех рядах общих для этих микротрубочек глобул прослеживается линейное расположение α — и β-тубулиновых глобул в димерах.

Динеин

Вторым основным белком тубулин-динеиновой системы является динеин, белок, близкий по молекулярному весу к мио­зину. Он сосредоточен в так называемых динеиновых «ру­ках» — структурах, расположенных по всей длине трубочки А через определенные промежутки и образующих временные кон­такты со стенкой микротрубочки соседнего дублета.

Нексин

Вся эта сложная механохимическая система стабилизиру­ется в ресничках и жгутиках фибриллярными белковыми структурами, среди которых особое значение имеют опорный цилиндр вокруг пары центральных микротрубочек и радиаль­ные структуры, располагающиеся через правильные промежутки и связывающие центральный опорный цилиндр с перифери­ческими дублетами микротрубочек (рис. 9, А). Радиальные структуры и центральный цилиндр образованы фибриллярным белком нексином.

Строение

В основании ресничек формируется базальный аппарат (рис. 9, Б). Его универсальной постоянной структурой является базальное тельце, представленное цилиндром, стенки которого образованы девятью триплетами микротрубочек. Из них две микротрубочки в каждом триплете связаны через систему элек­тронно-плотных дисков, перпендикулярных к длинной оси рес­ничек, с периферическими микротрубочками ресничек. Что ка­сается центральных микротрубочек ресничек, то одна из них обычно короче другой и заканчивается свободно в гиалоплазме, не доходя до вещества дисков базального аппарата. Вторая центральная микротрубочка завершается в особой шаровидной структуре, находящейся в центре апикального диска. В основа­нии реснички над областью расположения дисков базального аппарата наблюдается несколько рядов сложных конусовидных структур, которые, с одной стороны, образуют бугорки на мем­бране, а с другой стороны, связаны с периферическими микро­трубочками. Два ряда аналогичных структур наблюдаются и в области апикальных дисков базального аппарата. К цилиндру базального аппарата реснички подходит специальная цистерна, ограниченная мембраной. Базальный аппарат имеет, как пра­вило, сателлит — шаровидную структуру, связанную с ним ножкой.

Специальный аппарат формируется и на апикальном конце реснички. Центральные микротрубочки связываются с перифе­рической мембраной через систему горизонтальных дисков и так называемую «шапочку», имеющую боковые выросты, непо­средственно контактирующие с мембраной. Периферические микротрубочки обладают особой структурой, образованной мощными пучками филаментов, идущими в двух направлениях: один идет к апикальному концу реснички параллельно мембра­не (от этого пучка отходят короткие поперечные мостики, непо­средственно контактирующие с мембраной); второй, короткий, пучок вдается в просвет микротрубочки А.

Описанный на примере ресничек инфузории базальный ап­парат представляет собой наиболее сложный вариант дифференцировки рассматриваемой структуры. Здесь отчетливо про­является тесная связь постоянной субмембранной механохимической субсистемы поверхностного аппарата с мембранными структурами. Помимо регуляторной роли в функционировании механохимической системы базальный аппарат играет основную роль и в процессе формирования ресничек. Материал с сайта http://wiki-med.com

Функция

Морфогенетическая функция базального аппарата как цен­тра самосборки сократимых и опорных структур хорошо пока­зана на простейших в опытах с регенерацией ресничек после их удаления разными путями. Так, например, при действии на клетки хламидомонад или тетрахимен повышенного давления происходит либо сбрасывание реснички, либо «втягивание» ее под мембрану; в цитоплазме микротрубочковые структуры рес­нички разбираются до димеров тубулина. При возвращении клетки в нормальные условия наблюдается восстановление структуры реснички. Вначале в непосредственной близости от мембраны определенным образом располагается базальное тельце, затем на его апикальном конце растет ресничка. Про­цесс этот идет достаточно быстро и независимо от синтеза бел­ка, т. е. материалом для образования данной структуры явля­ется фонд тубулина и сопутствующих белков, а способом — самосборка, индуцированная базальным тельцем.

Источник: wiki-med.com

Органоиды движения одноклеточных организмов

В современной биологии клетки делятся на прокариотов и эукариотов. К первым относятся представители простейших организмов, которые содержат одну нить ДНК и не имеют ядра (сине-зелёные водоросли, вирусы).

Эукариоты имеют ядро и состоят из разнообразных органоидов, одними из которых являются органоиды движения.

К органоидам движения одноклеточных организмов относятся реснички, жгутики, нитевидные образования – миофибриллы, ложноножки. С их помощью клетка может свободно передвигаться.

Рис. 1. Разновидности органоидов движения.

Органоиды движения встречаются и в многоклеточных организмах. Так, например, у человека бронхиальный эпителий покрыт множеством ресничек, которые двигаются строго в одном порядке. При этом образуется так называемая «волна», способная защитить дыхательные пути от пыли, инородных частиц. А также жгутики имеются у сперматозоидов (специализированных клетках мужского организма, служащих для размножения).

Двигательная функция также может осуществляться за счёт сокращения микроволоконец (мионем), которые расположены в цитоплазме под покровами.

Строение и функции органоидов движения

Органоиды движения – это выросты мембраны, которые в диаметре достигают 0,25 мкм. По своему строению жгутики намного длиннее ресничек.

Несмотря на такие различия, внутреннее строение данных органоидов абсолютно одинаковое. Образуются они из микротрубочек, которые по своему строению схожи с центриолями клеточного центра.

Двигательные движения образуются за счёт скольжения микротрубочек между собой, в результате чего они изгибаются. У основания данных органоидов находится базальное тельце, которое крепит их к клеточной цитоплазме. Чтобы обеспечить работу органоидов движения, клетка расходует энергию АТФ.

Рис. 2. Строение жгутика.

Жгутики состоят из нити, крюка и базального тельца. По числу и расположению этих органоидов на поверхности бактерий они распределяются на:

• Монотрихи (один жгутик);
• Амфитрихи (по одному жгутику на разных полюсах);
• Лофотрихи (пучок образований на одном или обоих полюсах);
• Перитрихи (множество жгутиков, расположенных по всей поверхности клетки).

Рис. 3. Разновидности жгутиконосцев.

Среди выполняемых функций органоидов движения можно выделить:

• обеспечение движением одноклеточного организма;
• возможность мышц сокращаться;
• защитная реакция дыхательных путей от инородных частиц;
• продвижение жидкости.

Жгутиконосцы играют большую роль в круговороте веществ в окружающей среде, многие из них являются хорошими индикаторами загрязнённости водоёмов.

Источник: obrazovaka.ru

Вращающим элементом служит базальное тельце, движущееся внутри бактериальной мембраны, подобно ротору в электромоторе. Интересно, что и источник энергии для вращения жгутика не энергия химических веществ (типа АТФ), а разность электрохимических потенциалов на мембране бактериальной клетки.

Жгутики и реснички животных и растений гораздо крупнее. Они имеют диаметр около 250 нм и достигают в длину нескольких миллиметров. В отличие от бактериальных эти жгутики покрыты мембраной и обладают собственной подвижностью.

Строение и принцип работы жгутиков и ресничек совершенно одинаковы. Различия между ними лишь в количестве: обычно на одну клетку приходится один или несколько жгутиков, а ресничек до нескольких тысяч.

Под мембраной у жгутиков (ресничек) располагается стержневая структура — аксонема. Она состоит из 9 спаренных микротрубочек, расположенных по окружности, и 2 одиночных микротрубочек в центре. Центральные и периферические микротрубочки соединены между собой системой связок. В состав периферических микротрубочек входит белок тубулин и специфический для жгутиков белок — динеин.
неин использует энергию АТФ (см. Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), расщепляя ее до АДФ (аденозиндифосфорной кислоты), и, взаимодействуя с тубулином, превращает энергию в механическую работу по перемещению спаренных микротрубочек относительно соседних — скольжению. Две центральные микротрубочки и система связок превращают скольжение отдельных микротрубочек внутри аксонемы в изгибание всей ак-сонемы, а это и приводит в движение жгутик (ресничку). Движение состоит либо из псевдовращения (такое движение мы производим, например, делая вращательные движения рукой) — так чаще всего бьются жгутики; либо из возвратно-поступательных колебаний в одной плоскости, типичных для ресничек.

В основании жгутиков (ресничек) лежат базальные тельца, но в отличие от бактериальных они не связаны с движением, а служат для роста аксонемы и закрепления жгутика (реснички) в клетке. Часто от базальных телец в глубь цитоплазмы отходят дополнительные заякоривающие структуры — исчерченные корешки.

Жгутики и реснички обеспечивают движение свободноживущих клеток. Реснички создают поток жидкости вдоль поверхности неподвижных клеток (например, в дыхательных путях согласованное биение миллионов ресничек обеспечивает удаление из легких пылевых частиц).

У некоторых животных (например, млекопитающих) имеются наряду с подвижными ресничками еще и неподвижные — чувствительные реснички. Последние не имеют двух центральных микротрубочек и иногда вообще лишены аксонемы, но всегда имеют в основании базальное тельце. Таковы палочки сетчатки глаза, реснички обонятельных луковиц, реснички во внутреннем ухе (орган равновесия).

Источник: alnam.ru

Эти органоиды участвуют в процессах движения и представляют собой каркас из микротрубочек, называемый аксонемой, окруженный плазмалеммой. Длина ресничек – до 10 мкм, жгутики отличаются только размерами и их длина достигает 70 мкм. В основании ресничек и жгутиков находится базальное тельце, в котором 9 триплетов микротрубочек.

Аксонема образована 9 периферическими парами микротрубочек и одной центральной парой, напоминает велосипедное колесо: ось – пара микротрубочек, спицы – особые белки, соединяющие центральную пару микротрубочек с периферическими парами, и обод, образованный 9 парами микротрубочек.

Реснички имеют клетки дыхательных путей человека, эпителий маточных труб.

Жгутики у человека имеются только у мужских половых клеток – сперматозоидов. У прокариот строение жгутиков иное, и они не окружены мембраной.

Многие клетки могут иметь на поверхности тонкие выпячивания – микроворсинки для увеличения поверхности (клетки тонкого кишечника, извитых канальцев почек). В отличии от ресничек они не способны совершать движения, у них под мембраной отсутствуют микротрубочки аксонемы (рис. 2.26).

Рис. 2.26. Строение жгутиков и ресничек эукариот

Ядро

Место хранения, воспроизведения и начальной реализации наследственной информации. Ядро состоит из ядерной оболочки, хроматина, ядрышка и ядерного матрикса.

Каждая клетка одноклеточных и многоклеточных животных, а также растений содержит ядро. Форма и размеры ядра зависят от формы и размера клеток. В большинстве клеток имеется одно ядро, и такие клетки называют одноядерными. Существуют также многоядерные клетки (рис. 2.27).

А) Ядрышки. Размеры и число их более или менее постоянны для одного вида. Форма ядрышка шаровидная, границы неот­четливы, так как ядрышки не окружены мембраной и находятся в непосредственном контакте с ядерным соком. Ядрышки обнаруживаются лишь в неделящемся ядре, а при делении ядра исчезают. Играют важнейшую роль в процессах, предшествующих биосинтезу белков клетки.

Б) Ядерный сок — полужидкое вещество, которое находится под ядерной оболочкой и представляет внутреннюю среду ядра.

Рис. 2.27. Строение ядра

В) Хроматин — это разрыхленное вещество хромосом. Они хорошо видимы в световой микроскоп во время митоза (рис. 2.28). Для клеток каждого вида характерно постоянное число хромосом определенной величины и формы.

Совокупность хромосом называется хромосомным набором. Число хромосом в соматических клетках (от лат. soma — тело) обычно двойное (диплоидное). Оно получается после слияния двух половых клеток, в которых всегда одинарное (гаплоидное) число хромосом.

Каждый гаплоидный набор обозначается через n, а диплоидный — через 2n. Естественно, что в диплоидном наборе каждой хромосоме соответствует парная (гомологичная) хромосома, такая же по форме и размерам. Хромосома делящегося ядра стоит из двух половин, разделенных узкой щелью вдоль оси хромосомы и называемых хроматидами (рис. 2.29).

Функции хромосом состоят в синтезе специфических для данного организма нуклеиновых кислот ДНК, хранящих и передающих наследственную информацию в кле­точных поколениях, и РНК, управляющих синтезом белков в клет­ке.

Рис. 2.28. Строение хроматина

Рис. 2.29. Строение хромосом

Источник: studopedia.ru