Membranski organeli celice

Celični organeli

Organeli (organele) so obvezne mikrostrukture za vse celice, ki opravljajo določene vitalne funkcije. Razlikujemo med membranskimi in nemembranskimi organeli. Membranski organeli, ločeni od okoliške hialoplazeme z membranami, vključujejo endoplazemski retikulum, notranji mrežasti aparat (Golgijev kompleks), lizosome, peroksisome in mitohondrije.

Membranski organeli celice

Vsi membranski organeli so zgrajeni iz elementarnih membran, katerih načelo organizacije je podobno strukturi citolem. Citofiziološki procesi so povezani s stalno adhezijo, fuzijo in ločitvijo membran, medtem ko sta možni adhezija in združevanje le topološko enakih membranskih monoslojev. Tako je zunanja plast katere koli organelne membrane, obrnjena proti hialoplazmi, enaka notranji plasti citoleme, notranja plast, obrnjena proti votlini organela, pa je podobna zunanji plasti citoleme.

Endoplazemski retikulum (reticulum endoplasmaticum) je enotna neprekinjena struktura, ki jo tvori sistem cistern, tubulov in sploščenih vrečk. Elektronske mikrografije ločijo med granularnim (hrapavim, zrnatim) in nezrnatim (gladkim, agranularnim) endoplazemskim retikulumom. Zunanja stran granularnega retikuluma je prekrita z ribosomi, medtem ko nezrnata stran ribosomov nima. Granularni endoplazemski retikulum sintetizira (na ribosomih) in prenaša beljakovine. Nezrnati retikulum sintetizira lipide in ogljikove hidrate ter sodeluje pri njihovi presnovi [na primer steroidni hormoni v skorji nadledvične žleze in Leydigovih celicah (sustenociti) testisov; glikogen v jetrnih celicah]. Ena najpomembnejših funkcij endoplazemskega retikuluma je sinteza membranskih beljakovin in lipidov za vse celične organele.

Notranji retikularni aparat ali Golgijev kompleks (apparatus reticularis internus) je skupek vrečk, veziklov, cistern, cevk in plošč, ki jih omejuje biološka membrana. Elementi Golgijevega kompleksa so med seboj povezani z ozkimi kanali. V strukturah Golgijevega kompleksa se sintetizirajo in kopičijo polisaharidi, beljakovinsko-ogljikohidratni kompleksi, ki se izločajo iz celic. Tako nastajajo sekretorne granule. Golgijev kompleks je prisoten v vseh človeških celicah, razen v eritrocitih in poroženelih luskah povrhnjice. V večini celic se Golgijev kompleks nahaja okoli ali blizu jedra, v eksokrinih celicah - nad jedrom, v apikalnem delu celice. Notranja konveksna površina struktur Golgijevega kompleksa je obrnjena proti endoplazemskemu retikulumu, zunanja, konkavna površina pa proti citoplazmi.

Membrane Golgijevega kompleksa tvori granularni endoplazemski retikulum, prenašajo pa jih transportni vezikli. Sekretorni vezikli nenehno brstijo od zunanje strani Golgijevega kompleksa, membrane njegovih cistern pa se nenehno obnavljajo. Sekretorni vezikli oskrbujejo celično membrano in glikokaliks z membranskim materialom. To zagotavlja obnovo plazemske membrane.

Lizosomi (lizosomi) so vezikli s premerom 0,2-0,5 μm, ki vsebujejo približno 50 vrst različnih hidrolitičnih encimov (proteaze, lipaze, fosfolipaze, nukleaze, glikozidaze, fosfataze). Lizosomski encimi se sintetizirajo na ribosomih granularnega endoplazemskega retikuluma, od koder se s transportnimi vezikli prenesejo v Golgijev kompleks. Primarni lizosomi se odcepijo od veziklov Golgijevega kompleksa. V lizosomih se vzdržuje kislo okolje, njegov pH niha od 3,5 do 5,0. Membrane lizosomov so odporne na encime, ki jih vsebujejo, in ščitijo citoplazmo pred njihovim delovanjem. Kršitev prepustnosti lizosomske membrane vodi do aktivacije encimov in hude poškodbe celice, vključno z njeno smrtjo.

V sekundarnih (zrelih) lizosomih (fagolizosomih) se biopolimeri prebavijo v monomere. Slednji se skozi lizosomsko membrano prenesejo v celično hialoplazmo. Neprebavljene snovi ostanejo v lizosomu, zaradi česar se lizosom pretvori v tako imenovano preostalo telesce z visoko gostoto elektronov.

Peroksizomi (peroksisomi) so vezikli s premerom od 0,3 do 1,5 µm. Vsebujejo oksidativne encime, ki uničujejo vodikov peroksid. Peroksizomi sodelujejo pri razgradnji aminokislin, presnovi lipidov, vključno s holesterolom, purini in razstrupljanju številnih strupenih snovi. Domneva se, da membrane peroksisomov nastanejo z brstenjem iz negranularnega endoplazemskega retikuluma, encime pa sintetizirajo poliribosomi.

Mitohondriji (mitochondrii), ki so "energijske postaje celice", sodelujejo v procesih celičnega dihanja in pretvorbe energije v oblike, ki so na voljo celici za uporabo. Njihove glavne funkcije so oksidacija organskih snovi in sinteza adenozin trifosfata (ATP). Mitohondriji so okrogle, podolgovate ali paličaste strukture, dolge 0,5-1,0 μm in široke 0,2-1,0 μm. Število, velikost in lokacija mitohondrijev so odvisni od funkcije celice, njenih energijskih potreb. V kardiomiocitih, mišičnih vlaknih diafragme, je veliko velikih mitohondrijev. Nahajajo se v skupinah med miofibrili, obdani z glikogenskimi granulami in elementi negranularnega endoplazemskega retikuluma. Mitohondriji so organeli z dvojnimi membranami (vsaka debela približno 7 nm). Med zunanjo in notranjo mitohondrijsko membrano je medmembranski prostor, širok 10-20 nm. Notranja membrana tvori številne gube ali kriste. Običajno so kriste usmerjene čez dolgo os mitohondrija in ne segajo na nasprotno stran mitohondrijske membrane. Zaradi krist se površina notranje membrane močno poveča. Tako je površina krist enega mitohondrija hepatocita velika približno 16 μm. V notranjosti mitohondrija, med kristami, je drobnozrnata matrica, v kateri so vidne granule s premerom približno 15 nm (mitohondrijski ribosomi) in tanke niti, ki predstavljajo molekule deoksiribonukleinske kisline (DNK).

Sintezi ATP v mitohondrijih predhodijo začetne faze, ki se odvijajo v hialoplazmi. V njej se (ob odsotnosti kisika) sladkorji oksidirajo v piruvat (piruvična kislina). Hkrati se sintetizira majhna količina ATP. Glavna sinteza ATP poteka na membranah krist v mitohondrijih s sodelovanjem kisika (aerobna oksidacija) in encimov, prisotnih v matriksu. Med to oksidacijo se tvori energija za celične funkcije, sproščata pa se ogljikov dioksid (CO2 ₎ in voda (H2O ₎. V mitohondrijih se na lastnih molekulah DNK sintetizirajo molekule informacij, transporta in ribosomske nukleinske kisline (RNA).

Mitohondrijski matriks vsebuje tudi ribosome velikosti do 15 nm. Vendar se mitohondrijske nukleinske kisline in ribosomi razlikujejo od podobnih struktur te celice. Tako imajo mitohondriji svoj sistem, potreben za sintezo beljakovin in samorazmnoževanje. Povečanje števila mitohondrijev v celici se zgodi z njeno delitvijo na manjše dele, ki rastejo, se povečajo in se lahko ponovno delijo.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]