Що являє собою транспортна система клітини і як вона працює

У клітці здійснюється синтез величезної кількості видів речовин. Частина цих речовин споживається кліткою на власні потреби - синтез АТФ, побудова органел, накопичення запасів, частина виводиться з клітини - речовини оболонки (клітини рослин, грибів, деяких Найпростіші), гликокаликса (тварини клітини), клітинні секрети (ферменти, гормони, колаген, кератин і т. д.). Синтез цих речовин, їх переміщення з однієї частини клітини в іншу і виведення за її межі відбуваються в системі замкнутих цитоплазматичних мембран - ендоплазматичноїмережі, або ЕПР, і комплексі Гольджі, які і утворюють експортну систему клітини.

Ендоплазматичнийретикулум (ЕР) являє собою систему розгалужених каналів, вакуолей (цистерн), пухирців, що створюють подобу пухкої мережі в цитоплазмі. Стінки каналів і порожнин утворені елементарними мембранами. У клітці існують два типи ЕР: гранулярний (шорсткий) і гладкий (гладкий).

Гранулярний ЕР густо засіяний рибосомами, а гладкий, що складається в основному з довгих вузьких трубчастих каналів, не пов'язаний з ними. Наявність рибосом на мембранах гранулярного ЕР свідчить про те, що цей тип ЕР пов'язаний з біосинтезу білка. На рибосомах, пов'язаних з гранулярним ЕР, як правило, синтезуються білки, які не використовуються самою клітиною. Вони виводяться за її межі (білки, використовувані на внутрішні потреби клітини, синтезуються на рибосомах цитоплазми, не пов'язаних з ЕР). Гранулярний ЕР особливо добре розвинений в клітинах, які виробляють велику кількість білкових секретів (деякі клітини сполучної тканини, що виробляє антитіла, клітини слинних залоз, підшлункової залози і т. Д.). Синтезовані білки проходять через мембрану в канали і порожнини ЕР, ізолюються від цитоплазми, накопичуються тут і переміщаються по каналах від місця синтезу в інші частини клітини або виводяться за її межі. Таким чином, в мембранах гранулярного ЕР скупчуються і ізолюються білки, які могли б бути шкідливими для клітини. Наприклад, синтез гідролітичних ферментів і вільний вихід їх в цитоплазму приводив би до самопереваріванію клітини і її загибелі. Однак цього не відбувається, тому що подібні білки надійно ізольовані в порожнинах ЕР. Необхідно підкреслити, що на рибосомах гранулярного ЕР синтезуються також інтегральні і периферичні білки мембран клітини і деяка частина білків цитоплазми. Цистерни гранулярного ЕР пов'язані з ядерною оболонкою, деякі з них є прямим продовженням останньої. Вважається, що після поділу клітини оболонки нових ядер утворюються з мембран цистерн ЕР.

На мембранах гладкого (гладкого) ЕР протікають процеси синтезу ліпідів і деяких вуглеводів (наприклад, глікогену).

Виведення з клітки речовин, синтезованих в ЕР, здійснюється за участю іншої мембранної структури - комплексу Гольджі (КГ). КГ являє собою систему плоских дископодібних мішечків (цистерн), обмежених мембраною. Цистерни розташовуються стопками одна над іншою і утворюють диктиосом. По краях від цистерн отшнуровиваются великі і дрібні пухирці. Число диктиосом в клітинах варіюється від однієї до десятків і сотень в залежності від типу клітин і фази їх розвитку. До КГ доставляються речовини, синтезовані в ЕР. Від цистерн ЕР отшнуровиваются бульбашки, які з'єднуються з цистернами КГ. У КГ ці речовини допрацьовуються і дозрівають. Одночасно з надходженням речовин з ЕР відбувається перебудова мембран: тонка мембрана бульбашки ЕР, яка увійшла до складу КГ, перетворюється в більш щільну мембрану з іншим складом ліпідів і білків, схожу з цитоплазматичної мембраною. Ліпіди надходять з гладкого ЕР, а білки - частково з шорсткого ЕР, частково від вільних рибосом цитоплазми. Зрілі цистерни діктіосоми отшнуровиваться бульбашки, або вакуолі Гольджи, заповнені секретом. Вміст таких бульбашок або використовується самою клітиною, або виводиться за її межі. В останньому випадку бульбашки Гольджі підходять до плазматичної мембрани, зливаються з нею і виливають свій вміст назовні, а їх мембрана включається в плазматичну мембрану, і таким чином відбувається її оновлення. Цистерни КГ активно беруть із цитоплазми моносахариди і синтезують з них більш складні олігосахариди і полісахариди. У рослин в результаті цього утворюються пектинові речовини, геміцелюлоза, використовувані для побудови клітинної стінки, а також слиз кореневого чохлика. У тварин подібним чином синтезуються глікопротеїни і гліколіпіди гликокаликса, виробляються секрет підшлункової залози, амілаза слини, пептидні гормони гіпофіза, колаген.

Комплекс Гольджі бере участь в утворенні білків молока в молочних залозах, жовчі в печінці, речовин кришталика, зубної емалі і т. П. Бульбашки КГ беруть участь також у формуванні цитоплазматичної мембрани і стінок клітин рослин після поділу, в освіті вакуолей і первинних лізосом.

Комплекс Гольджі і ЕР тісно пов'язані між собою; їх спільна діяльність забезпечує синтез і перетворення речовин в клітині їх ізолювання, накопичення і транспорт.

Схожі статті