чем образована эндоплазматическая сеть

Эндоплазматическая сеть

Эндоплазматическую сеть (ЭПС), или эндоплазматический ретикулум (ЭПР), удалось обнаружить только с появлением электронного микроскопа. ЭПС есть только в эукариотических клетках и представляет собой сложную систему мембран, образующих уплощенные полости и трубочки. Все вместе это выглядит как сеть. ЭПС относится к одномембранным органоидам клетки.

Мембраны ЭПС отходят от внешней мембраны ядра и по строению сходны с ней.

Эндоплазматическая сеть делится на гладкую (агранулярную) и шероховатую (гранулярную). Последняя усеяна прикрепленными к ней рибосомами (из-за этого и возникает «шероховатость»). Основная функция обоих типов связана с синтезом и транспортом веществ. Только шероховатая отвечает за белок, а гладкая — за углеводы и жиры.

По своему строению ЭПС представляет собой множество парных параллельных мембран, пронизывающих почти всю цитоплазму. Пара мембран образует пластинку (полость внутри имеет разную ширину и высоту), однако гладкая эндоплазматическая сеть в большей степени имеет трубчатое строение. Такие уплощенные мембранные мешочки называют цистернами ЭПС.

Рибосомы, расположенные на шероховатой ЭПС, синтезируют белки, которые поступают в каналы ЭПС, созревают (приобретают третичную структуру) там и транспортируются. У таких белков сначала синтезируется сигнальная последовательность (состоящая преимущественно из неполярных аминокислот), конфигурация которой соответствует специфическому рецептору ЭПС. В результате рибосома и эндоплазматическая сеть связываются. При этом рецептор образует канал для перехода синтезируемого белка в цистерны ЭПС.

После того, как белок оказывается в канале эндоплазматического ретикулума сигнальная последовательность от него отделяется. После этого он свертывается в свою третичную структуру. При транспортировке по ЭПС белок приобретает ряд других изменений (фосфорилирование, образование связи с углеводом, т. е. превращение в гликопротеин).

Большинство белков, оказавшихся в шероховатой ЭПС, далее попадают в аппарат (комплекс) Гольджи. Оттуда белки либо секретируются из клетки, либо поступают в другие органоиды (обычно лизосомы), либо откладываются как гранулы запасных веществ.

Следует иметь в виду, что не все белки клетки синтезируются на шероховатой ЭПС. Часть (обычно меньшая) синтезируется свободными рибосомами в гиалоплазме, такие белки используются самой клеткой. У них сигнальная последовательность не синтезируется за ненужностью.

Основной функцией гладкой эндоплазматической сети является синтез липидов (жиров). Например, ЭПС эпителия кишечника синтезирует их из жирных кислот и глицерола, всасывающихся из кишечника. Затем липиды попадают в комплекс Гольджи. Кроме клеток кишечника, гладкая ЭПС хорошо развита в клетках, секретирующих стероидные гормоны (стероиды относятся к липидам). Например, в клетках надпочечников, интерстициальных клетках семенников.

Синтез и транспорт белков, жиров и углеводов не единственные функции ЭПС. В печение эндоплазматический ретикулум участвует в процессах детоксикации. Особая форма гладкой ЭПС — саркоплазматический ретикулум – присутствует в мышечных клетках и обеспечивает сокращение за счет перекачки ионов кальция.

Структура, объем и функциональность эндоплазматической сети клетки не является постоянной на протяжении клеточного цикла, а подвержены тем или иным изменениям.

Источник

ЭПС: функции и строение

Что такое ЭПС

Эндоплазматическая сеть (или ЭПС, также ее называют эндоплазматический ретикулум) — это мембранный клеточный органоид, который представляет собой разветвленную, замкнутую систему канальцев, упрощённых полостей и пузырьков, окруженных биологической мембраной. ЭПС может быть гладкой или шероховатой. Оба этих вида присутствуют в каждой клетке живого организма: как человека или животного, так и растения.

Строение эндоплазматический сети

Ретикулум состоит из разветвленной системы трубочек и цистерн (карманов), которые окружены мембранной оболочкой. Разберем каждую составляющую подробнее.

Мембрана

Она морфологически совпадает с оболочкой клеточного ядра и существует в совокупности. Таким образом получается, что полости ретикулума открываются в межмембранную полость ядерной оболочки. Мембрана ЭПС обеспечивает перемещение элементов против градиента концентрации (от меньшей к большей). Площадь мембран эндоплазматической сети насчитывает более половины общей площади всех мембран клетки.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Большое количество веществ синтезируется на ее наружной поверхности. После чего они перемещаются внутрь и далее — к местам последующих биохимических трансформаций.

Цистерны

Они выглядят как сплющенный мембранный диск. Цистерны являются местом сбора белков, предназначенных для секреции, трансмембранных белков плазматической мембраны, а также белков лизосом и др. Достигнув созревания, белки транспортируются в органеллы по цистернам. Там и происходит их изменения: гликозилирование (присоединение составов сахаров к органическим молекулам) и фосфорилирование (перенос остатка фосфорной кислоты к субстрату).

Каналы

Внутренняя зона цитоплазмы заполнена огромным количеством мелких каналов, которые ветвятся, переплетаются и соединяются друг с другом. Именно они и образуют сам ретикулум.

Во время синтеза белковой молекулы полипептидная цепочка с рибосомы погружается в канал ЭПС.

Трубочки

Их диаметр находится в пределах от 0,1 мкм до 0,3 мкм. Они заполнены гомогенным содержимым и осуществляют коммуникации между содержимым пузырьков эндоплазматической сети, внешней средой и ядром клетки.

Наглядное строение системы и расположение каждой из ее частей можно увидеть на схеме ниже:

Виды ЭПС

Ранее уже упоминалось, что ретикулум может быть как гладким, так и шероховатым. Оба из них присутствуют в каждой клетке, выполняя свои определенные функции.

Он появляется и развивается благодаря шероховатой сети во время освобождения ее от рибосом. Такая сеть состоит из трубочек со стенками из мембран, каналов и пузырьков меньшего размера, чем в шероховатой сети.

В ее функции входит обезвреживание ядовитых веществ и накапливание ионов. Основной функцией считается синтез жиров. Из-за этого гладкий ретикулум хорошо развивается в клетках, в которых происходит синтез и расщепление липидов. Например, клетки надпочечников, семенников, печени, мышечные клетки или эпителиальные клетки кишечника.

Он представляет собой сеть уложенных мембранных цистерн. На их внешней поверхности находится большое количество рибосом, которые, в свою очередь, синтезируют белки. Далее эти синтезируемые белки сразу попадают в каналы сети, приобретают третичную структуру и фосфолируются.

Функции в клетке

Транспортировка веществ

ЭПС является уникальной транспортной системой в клетке. Она осуществляет перемещение веществ цитоплазмы сквозь стенку мембраны, благодаря чему клетка и выполняет сложные функции.

Синтез

Синтез углеводов и липидов осуществляется на гладкой ЭПС. Он происходит с участием особых ферментов мембраны, которые обеспечивают репродукцию эндоплазматического ретикулума.

Также в агранулярной сети образуются гормоны. Такие, как, например, половые гормоны позвоночных животных или стероидные гормоны надпочечников.

Структурирующая функция

Она также может называться разделительной. С ее помощью цитоплазма системно распределяется и не смешивается. Структурирующая функция еще и предотвращает попадание случайных и ненужных веществ в органеллу.

Проведение импульсов возбуждения

Подобные импульсы возникают из-за разницы потенциалов поверхностей мембран. Например, в эндоплазматическом ретикулуме мышечных клеток больше ионов кальция, чем в цитоплазме. Так, выходя из его каналов, ионы начинают процесс сокращения мышечных волокон.

Значение ЭПС

Таким образом, эндоплазматическая сеть клетки выполняет множество необходимых функций для существования клеток. При его участии протекает транспортировка и синтез различных веществ, создание новой ядерной оболочки, накопление кальция.

Источник

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.

Источник

Эндоплазматическая сеть (ЭПС или ретикулум): виды, строение, функции

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) или ретикулум (ЭПР) – взаимосвязанная и разветвленная система мембран, которая состоит из плоских мембранных мешочков. Разделяет клетку на секции.

Ретикулум бывает гладкий и шероховатый, в зависимости от этого выполняет разные функции. Рассмотреть ЭПС возможно только под микроскопом. Присутствует в клетках любого живого организма.

Стоит отметить тот факт, что в клетках бактерий отсутствует эндоплазматическая сеть, в том числе и у спирохет. Подробная характеристика сети будет представлена в статье.

Что такое ЭПС

В биологии ЭПР (эндоплазматический ретикулум) – это мембранный клеточный органоид, представляющий из себя разветвленную, замкнутую систему, которая окружена биологической мембраной. В состав входят канальца, полости, пузырьки, мембраны, цистерны. ЭПС бывает гладкой и шероховатой.

Строение эндоплазматический сети

ЭПС представлена разветвленной системой трубочек, карманов, которые окружены мембраной (оболочкой). Каждая составляющая отличается и выполняет разный функционал. Также отличия имеют шероховатая (гранулярная) и гладкая (агранулярная) эндоплазматическая сеть.

Шероховатая и гладкая ЭПС

На внешней поверхности мембран гранулярной сети расположены гранулы небольшого размера – рибосомы.
Что касается агранулярной сети, то она отличается от шероховатой отсутствием рибосом.
ЭПР – органоид, который присущ как животной, так и растительной клетке. Полностью отсутствует ретикулум в зрелых эритроцитах, в которых нет ядро.

Мембрана

Мембрана эндоплазматической сети является продолжением оболочки ядра и переходит в комплекс Гольджи. Имеет значительный размер и занимает больше половины общей площади всех клеточных мембран. Идентична с оболочкой ядра и составляет с ним одно целое. Полость эндоплазматического ретикулума открывается в межмембранную полость оболочки ядра.

Обеспечивает перемещение элементов от меньшего к большему градиенту концентрации. Нити, которые образуют ЭПР, содержат ненасыщенные фосфолипиды, незначительное количество холестерина и сфинголипиды. В составе также наблюдается белок.

Значительное количество веществ образовывается на наружной поверхности мембраны. После этого происходит перемещение внутрь, а потом к месту последующего биохимического преобразования.

Цистерны

Цистерны представлены в виде сплющенных мембранных дисков. Они собирают белок, который предназначен для секреции, трансмембранного белка плазматической мембраны и т.д. После того как белки созреют, они перемещаются в органеллы по цистернам, где и происходит преображение.

Каналы и Трубочки

Внутри цитоплазма заполнена значительным количеством каналов небольшого размера, а также трубочками. Каналы разветвляются, переплетаются и соединяются между собой. Они являются основой ретикулума.

Трубочки меньше размером, нежели каналы. В состав входит гомогенное содержимое, которое осуществляет связь между пузырьками ЭПР, внешней средой и клеточным ядром.

Ниже на рисунке представлено подробное строение ЭПР со всеми составляющими.

Виды ЭПС

Таблица. Эндоплазматическая сеть – строение и функции

Гранулярная

Шероховатая сеть имеет снаружи большое количество рибосом. Там происходит выработка белков, которые изолируются от других белков клетки посредством переноса их через мембрану канала ЭПС. Одни – выделяются из клетки, а другие – включаются во все мембранные клетки.

Агранулярная

Что касается гладкой эндоплазматической сети, то она возникает и развивается в результате шероховатой ЭПР. В ее состав входят трубочки, каналы, пузырьки. Диаметр вакуоля и канала не больше 100 нм.

Функционал гладкого эндоплазматического ретикулума разнообразный, в отличие от шероховатой сети. Здесь наблюдается выработка мембранных и не мембранных липидов. Также в этой сети наблюдается обезвреживание ядовитых компонентов посредством специальных ферментных комплексов. Происходит накопление ионов. Например, в мышцах данный ретикулум отвечает за резервное накопление ионов кальция.

Мембраны гладкой эндоплазматической сети включают в состав «кальциевые» хранилища, которые способны переносить по организмы значительное количество кальциевых ионов. Тут наблюдается выработка углеводов. Конкретные функции гладкого ретикулума зависят от видов гладкой сети в специализированных клетках.

Агранулярная сеть имеет энзимные системы, которые принимают участие в основных моментах метаболизма. Гладкий ретикулум без проблем повреждается при гипоксии. При нарушенном функционале резкое уменьшается устойчивость организма к различным патогенным продуктам, а также наблюдается развитие патологий.

Гладкий ретикулум хорошо развит в клетках, где наблюдается процесс выработки и расщепление липидов. К ним можно отнести клетки надпочечников, семенников, печени, мышц, эпителия кишечника. В мембранах Агранулярной ЭПС присутствуют ферменты особенного способа окисления. Они используются при выработке большинства липидов и для обезвреживания разных патогенных веществ.

Любые нарушения в выработке столько ЭПС сетей может привести к серьезным нарушениям и проблем как у человека или животного, так и у растения.

Функции ЭПС

Функции эндоплазматической сети в клетке разделяют на общие и в зависимости от вида ретикулума. Сеть является местом где синтезируются молекулы и происходит транспорт веществ цитоплазмы клетки.

Общий функционал ЭПС:

Функции гладкой эндоплазматической сети

Помимо вышеуказанных функций, гладкая эндоплазматическая ретикулум выполняет свойственные только ей функции:

Функции шероховатой эндоплазматической сети

Шероховатый эндоплазматический ретикулум обладает также специфическими функциями, среди которых:

Значение эндоплазматической сети в жизнедеятельности клетки

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что эндоплазматическая сеть выполняет большое количество необходимых функций для нормального развития клетки. При участии ретикулума происходит перемещение и выработка разных веществ, создание новой оболочки для ядра, а также накопление кальция. Значение эндоплазматической сети неоценимо, ведь без ЭПР нельзя представить существование даже одноклеточного организма.

Источник