В каких клетках содержится комплекс гольджи

Аппарат Гольджи – одномембранная, микроскопическая органелла эукариотической клетки, которая предназначена для завершения процессов синтеза клетки и обеспечивает вывод образовавшихся веществ.

Исследование структурных компонентов комплекса Гольжи началось еще в 1898 итальянским ученым-гистологом Камилло Гольджи, в честь него органелла и была названа. Изучение органоида проходило впервые в составе нервной клетки.

Внешний вид комплекса Гольджи

Строение комплекса Гольджи

В пластинчатом комплексе (аппарат Гольджи) имеется три части:

• Цис-цистерна — находится вблизи ядра, постоянно взаимодействует с гранулярной эндоплазматической сетью;
• медиал-цистерна или промежуточная часть;
• транс-цистерна — отдаленная от ядра, дает трубчатые разветвления, формируя транс-сеть Гольджи.

Пластинчатый комплекс в клетках разной природы и даже на различных этапах дифференцировки одной клетки, иногда имеет отличительные черты в строении.

Строение аппарата Гольджи

Характерные признаки аппарата Гольджи

Имеет вид стопки, которая состоит от трех до восьми цистерн, толщиной около 25 нм, они уплощены в центральной части и расширяются в направлении к периферии, напоминают стопку перевернутых тарелок. Поверхности цистерн примыкают друг к другу очень плотно. От периферической части отпочковываются небольшие мембранные пузырьки.

Клетки человека имеют одну, реже пару стопок, а клетки растений могут содержать несколько таких образований. Совокупность цистерн (одна стопка) совместно с окружающими ее пузырьками называется диктиосомой. Несколько диктиосом могут связываться между собой, формируя сеть.

Полярность – наличие цис-стороны, направленной к ЭПС и ядру, где происходит слияние везикул, и транс-стороны, устремленной к клеточной оболочке (это особенность хорошо прослеживается в клетках секретирующих органов).

Асимметричность – сторона расположенная ближе к ядру клетки (проксимальный полюс) вмещает «незрелые» белки, к ней постоянно присоединяются везикулы, отсоединившиеся от ЭПС, транс-сторона (дистальный, зрелый полюс) содержит уже модифицированные белки.

При разрушении чужеродными агентами пластинчатого комплекса, происходит разделение аппарата Гольджи на отдельные части, но его основные функции при этом сохраняются. После возобновления системы микротрубочек, которые были хаотично разбросаны в цитоплазме, части аппарата собираются, и снова превращаются в нормально функционирующий пластинчатый комплекс. Физиологическое разделение происходит и в обычных условиях жизнедеятельности клеток, во время непрямого деления.

ЭПС и комплекс Гольджи

ЭПС – это часть комплекса Гольджи? 

Однозначно нет. Эндоплазматическая сеть – это самостоятельная мембранная органелла, которая построена из системы замкнутых канальцев, цистерн, сформированных непрерывной мембраной. Основная функция – синтез белков, с помощью рибосом, размещенных на поверхности гранулярной ЭПС.

Существует ряд сходных признаков между ЭПС и аппаратом Гольджи:

• Это внутриклеточные образования, отграниченные от цитоплазмы мембраной;
• отделяют мембранные пузырьки, которые наполнены органическими продуктами синтеза;
• вместе формируют единую синтезирующую систему;
• в секретирующих клетках имеют наибольшие размеры и высокий уровень развития.

Чем образованы стенки эндоплазматической сети и комплекса Гольджи?

Стенки ЭПС и аппарата Гольджи представлены в виде однослойной мембраны. Эти органеллы вместе с лизосомами, пероксисомами и митохондриями объединены в группу мембранных органоидов.

Что происходит в комплексе Гольджи с гормонами и ферментами?

За синтез гормонов отвечает эндоплазматическая сеть, на поверхности ее мембраны идет производство гормональных веществ. В комплекс Гольджи поступают синтезированные гормоны, здесь они накапливаются, затем идет переработка и выведение их наружу. Поэтому в клетках эндокринных органов встречаются комплексы больших размеров (до 10 мкм).

Функции комплекса Гольджи

Протеолиз белковых веществ, что приводит к активации белков, так проинсулин переходит в инсулин.

Обеспечивает транспорт из клетки продуктов синтеза ЭПС.

Самой важной функцией комплекса Гольджи считают выведение из клетки продуктов синтеза, поэтому его еще называют транспортным аппаратом клетки.

Синтез полисахаридов, таких как пектин, гемицеллюлоза, которые входят в состав мембран растительных клеток, образование гликозаминогликанов, одного из составляющих межклеточной жидкости.

В цистернах пластинчатого комплекса идет созревание белковых веществ, необходимых для секреции, трансмембранных протеинов клеточной мембраны, ферментов лизосом и др. В процессе созревания белки постепенно перемещаются по отделам органоида, в которых завершается их формирование и происходит гликозилирование и фосфорилирование.

Формирование липоптротеидных веществ. Синтез и накопление слизистых веществ (муцина). Образование гликолипидов, которые входят в состав мембранного гликокаликса.

Передает белки в трех направлениях: к лизосомам (перенос контролируется ферментом – маннозой- 6-фосфат), к мембранам или внутриклеточной среде, и к межклеточному пространству.

Вместе с зернистой ЭПС образует лизосомы, путем слияния отпочковавшихся везикул с автолитическими ферментами.

Экзоцитозный перенос – везикула, подойдя к мембране, встраивается в нее и оставляет свое содержимое с наружной стороны клетки.

Сводная таблица функций комплекса Гольджи

Поговорим немного о строении клетки.
Я уже сделал множество роликов о том, что происходит
внутри клетки, но нет ни одного, в котором бы
обсуждалась вся её внутренняя структура.
Лучше всего начать с…мембраны. Нарисую её.
Начнём разговор с клеточной мембраны, потому что
именно она отделяет клетку от внешнего мира
и в значительной степени она определяет клетку.
Придаёт ей форму очень маленькой ячейки.
Отсюда появилось название «клетка».
Я подпишу его.
Клеточная мембрана.
У всех клеток есть клеточная мембрана.
Давайте подумаем о самом важном элементе клетки, определяющем её особенности.
Вы видели его в роликах о ДНК,
где мы говорили о трансляции,
транскрипции, что является определяющим фактором
для живого организма. Итак, ДНК.
Внутри каждой клетки содержится ДНК.
Я не буду вдаваться в подробности того, как именно ДНК определяет
организм.
Я подробно рассказывал об этом.
Итак, во всех клетках есть ДНК.
Это видео в большей мере посвящено анатомии клетки,
чем функциям, но мы обратимся к ним тоже:
нам нужно знать,
за что отвечает каждый компонент. Вот ДНК.
Она здесь в форме хроматина.
Также здесь есть немного белка.
Это верно не для всех организмов, но
позже мы поговорим об эукариотах,
и я расскажу о различиях между ними.
Клетка, которую я здесь нарисовал,может принадлежать любому организму.
Клетки растений, животных или организмов из любого другого царства
могут выглядеть именно так.
Я не стал изображать много деталей.
Я нарисовал только ДНК и клеточную мембрану.
А вот и первое важное деление в живой природе,
по крайней мере, с нашей точки зрения.
Очевидно, что у некоторых клеток
есть мембрана,окружающая ДНК.
Мембрана, которая отделяет
ДНК и хроматин и всё остальное,
что составляет ДНК, от
остальной части клетки, и называется это ядром.
Итак, давайте запишем.
Ядро.
Как я уже говорил, это главное деление.
Потому что люди увидели ядра в некоторых клетках,
а в других клетках ядер не оказалось, и они подумали:
«Это хороший способ классифицировать организмы». Поэтому организмы
с ядрами в клетках назвали эукариотами.
У них есть ядра.
Так что я нарисовал здесь клетку эукариота.
Если же ядра нет, то вы имеете дело
с прокариотом.
Прокариоты.
Ядра нет.
В качестве примера прокариотов приведу две большие группы:
эти группы: бактерии и археи. Итак, бактерии и археи
Археи — очень интересные организмы,
и мы очень мало о них знаем.
Первоначально считалось,что они являются разновидностью бактерий,
но сейчас учёные приходят к выводу, что это
другая группа, и мы наблюдали только небольшую
её часть, так что. Это очень интересная группа организмов.
И с точки зрения эволюции
правильнее было бы не делить их на эти группы.
Разумнее выделить эукариоты…Я напишу «эук.»
…бактерии и археи.
Мы слегка поторопились с классификацией. На самом деле
существует три отдельных группы, с которых
надо начинать.
Мы обсудим это подробнее в следующих роликах.
Если вы спросите: у кого есть ядро?
Ядро есть у эукариотов по определению.
У кого нет ядра?
У бактерий и архей.
Но мы сосредоточим внимание только на эукариотах, потому что
они немного сложнее.
Обычно они и больше.
Пока что в роликах мы говорим в основном о том,
что касается эукариотов.
Эукариоты включают в себя растения, животных (мы животные,
по крайней мере, я) и также грибы. Есть
другие группы внутри эукариотов, но именно с этими мы
чаще всего имеем дело в повседневной жизни.
Давайте вернёмся к анатомии клетки.
Итак, у нас есть ДНК.
Нам известно, что она транскрибируется в иРНК,
иРНК выходит из ядра и в рибосомах
транслируется в белки.
Таким образом, рибосомы — это вот эти маленькие комплексы, которые
могут плавать по всей клетке и
могут быть прикреплены к другим мембранным
структурам.
Итак, это рибосома.
Рибосома.
Все эти разговоры, о том, как ДНК транскрибируется в иРНК,
а иРНК выходит из ядра и направляется к рибосоме,
чтобы транслироваться в белок — отдельная большая тема.
Есть ролики, где я подробно это объясняю.
Сейчас я хочу обратить ваше внимание на
детали, которые дают общее представление.
Итак, именно в рибосомах иРНК, которая транскрибируется с ДНК
в ядре, транслируется в белки.
Рибосомы являются местом, где генетическая информация
превращается в белки, которые могут затем использоваться
в любом другом участке клетки.
Рибосомы состоят из белков,
они являются частью РНК.
Вопрос в том, откуда берутся составные части
рибосом?
Ну что же, частично рибосома состоит из белков, которые могли
синтезироваться в других рибосомах.
Но другая составляющая рибосом, мРНК…Рибосомы, если к ним
внимательно присмотреться, представляют собой
вот такие сложные штуки.
Здесь белок.
Я изображаю схематично, но вы видите
мРНК, переплетённую с белком. мРНК не выполняет
функции непосредственного переносчика информации, которая
передаётся от ДНК к рибосоме.
Внутри самой рибосомы рибосомная РНК используется
как компонент структуры.
В действительности она помогает рибосоме выполнять свои функции.
Итак, это часть рибосомы.
И всё это строится в части ядра, которое называется
ядрышко.
Я напишу название.
Ядрышко.
Вот такое незамысловатое название.
Это очень интересная штука.
Ядрышко.
Это не отдельная органелла, оно не
отделено мембраной, но его можно увидеть в микроскоп.
Когда учёные впервые заметили его, они сказали: «Ничего себе!
Здесь какой-то узелок.
Это что-то вроде сердцевины ядра».
Но оказалось, что оно плотно упаковано…
(Здесь ДНК и РНК) и именно здесь
рибосомные РНК — то, из чего состоят рибосомы,
из чего они синтезируются.
Ядрышко настолько плотное, что его видно в микроскоп.
Вот почему учёные решили дать ему отдельное название.
Но оно не отделено мембраной.
Это не органелла внутри другой органеллы.
Это всего лишь плотно упакованные белки и рибосомная РНК,
именно здесь синтезируется рибосомная РНК.
Итак, вернёмся к рибосомам.
В них синтезируются белки.
Но если рибосомы свободно перемещаются
туда-сюда по клетке, значит эти белки
сразу после синтеза плавают
внутри клетки в жидкости,
которая называется цитозоль.
Цитозоль.
Но что если мы хотим синтезировать белок, который
должен оказаться, например, в клеточной мембране или,
может быть, вообще за пределами клетки?
Клетки синтезируют вещества, которые используются другими клетками
или в других частях тела.
Настало время обратить внимание на белки, которые прикреплены к
этой мембране.
Они напоминают сеть туннелей.
Посмотрим, насколько похоже мне удастся их нарисовать.
Рисую схематично.
Эта структура называется эндоплазматический ретикулум.
Эндоплазматический ретикулум.
Эндоплазматический ретикулум.
Видите, он похож на сеть вот таких туннелей.
Эндоплазматический ретикулум.
И вся эта сеть туннелей, в итоге,
ведёт к штуке под названием аппарат Гольджи,
названному в честь самого мистера Гольджи.
Я нарисую эндоплазматический ретикулум жёлтым,
а аппарат Гольджи зелёным.
Сейчас я вам расскажу,что это такое.
И какие процессы здесь происходят.
Это похоже на нечто вроде большой стопки
сложенных в несколько раз мембран.
И некоторые рибосомы прикреплены к этой
структуре, к тому самому эндоплазматическому ретикулуму.
Итак, прикреплённые рибосомы.
Некоторые из них свободны, но часть закреплены.
Давайте я запишу термины.
Здесь, на свободном месте, напишу, что эта
большая стопка сложенных мембран —
эндоплазматический ретикулум.
Какое занятное словосочетание.
Мне нравится его произносить.
Хорошее название для рок-группы.
Эндоплазматический ретикулум и участки с прикреплёнными
рибосомами называются “шероховатый эндоплазматический ретикулум”.
Ещё более крутое название для рок-группы.
Итак, здесь, где у меня прикреплённые рибосомы,
и называется это образование «шероховатый
эндоплазматический ретикулум», или шероховатый э. р.
Шероховатый э. р. обозначает эндоплазматический ретикулум.
А здесь нет никаких рибосом,
это гладкий эндоплазматический ретикулум.
И он находится вот здесь.
Я вам сейчас про него расскажу, а пока мы
будем дальше двигаться по мембране и
попадём в аппарат Гольджи.
Аппарат Гольджи
В котором происходит следующее.
Аппарат Гольджи.
В свободных рибосомах, мРНК подходит сюда, транслируется
в белки, и белки затем свободно плавают
в цитозоле.
Но если нам необходимо, чтобы белки добрались до
мембраны или вышли запределы клетки, то что тогда?
Тут эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи
приходят на помощь.
Потому что у нас есть мРНК, которая выходит из
ядра и может присоединяться к рибосомам или
транслироваться на рибосомах в шероховатом э. р.
Сюда приходит мРНК и…
(Я нарисовал совсем
маленькую стрелку…)
Она транслируется за пределами
эндоплазматического
ретикулума, но по мере того как синтезируются белки, она
вталкивается внутрь эндоплазматического ретикулума.
И когда я говорю «внутрь»,
я имею в виду эту область.
Я закрашу её.
Это внутренняя часть эндоплазматического ретикула.
Таким образом, белки окажутся внутри
эндоплазматического ретикула.
Те, что будут использоваться за пределами цитозоля,
клетки или, может, в клеточной мембране.
Итак, белки окажутся здесь.
Вот почему эти рибосомы расположены на мембране,
они могут транслировать то,что выйдет за пределы эндоплазматического
ретикулума, но по мере того как синтезируются белки, цепь из аминокислот
окажется внутри него.
Давайте я увеличу, потому что мне
кажется, что это важно.
Смотрите… Допустим,это мембрана
эндоплазматического ретикулума, а здесь прикрепленные
к ней рибосомы.
Вот это рибосома на эндоплазматическом ретикулуме.
Это будет шероховатый э. р.
А вот мРНК, которая подходит с одной стороны.
мРНК
она может пройти вот сюда.
Может, она пойдёт в эту сторону.
Она транслируется в белки.
Но затем белок, по мере того, как растёт цепь из аминокислот,
высунется с этой стороны мембраны.
Не забывайте, это мембрана нашего эндоплазматического ретикулума.
Поэтому, хотя мРНК и снаружи, из-за прикреплённой к нему
рибосомы, белок может
оказаться внутри.
Как только белок синтезировался,он может свернуться, вы же
в курсе, что белки — это просто скрученные цепи из аминокислот,
он может путешествовать по эндоплазматическому ретикулуму.
Итак, он продвигается по э. р.
Движется по гладкому э. р.,
пока не попадет в аппарат Гольджи.
И тут происходит всё остальное.
Я сильно упрощаю, хочу, чтобы вы
поняли, за что отвечает каждая часть клетки.
Как только белок приближается к аппарату Гольджи и
готов выйти за пределы клетки или, возможно,
добраться до клеточной мембраны,он отпочковывается
от аппарата Гольджи.
Допустим, это тот же белок, когда он добирается
до аппарата Гольджи… Не забывайте, это внутренняя часть аппарата Гольджи.
Сейчас я изображу мембрану аппарата Гольджи
Белок может оказаться здесь.
Это всего лишь длинная цепь из аминокислот.
Затем он отпочковывается.
Допустим, он выглядит так, а потом, возможно, на следующем
этапе вот так.
Далее вот так.
На следующем этапе, он станет
вот таким, когда полностью
отпочкуется.
Он унёс немного мембраны
аппарата Гольджи с собой.
Итак, теперь белок окружён
своей маленькой мембраной.
Порассуждаем, что произойдёт дальше.
Наша ДНК транскрибировалась в мРНК,
мРНК подходит к рибосоме, которая прикреплена к
эндоплазматическому ретикулуму.
Она транслируется в белок, который путешествует по
эндоплазматическому ретикулуму.
Сначала по шероховатому, на котором расположены рибосомы,
затем по гладкому.
У гладкого есть и другие функции.
Он помогает синтезировать гормоны и другие жирные соединения, но
я не буду касаться этого.
Итак, он движется.
Э. р. соединён с аппаратом Гольджи.
Затем белки могут отпочковываться от аппарата Гольджи и забрать
с собой кусочек мембраны.
Получаем нечто, окружённое мембраной,
движущееся внутри клетки. И выглядит это
примерно вот так.
Увеличу.
Может быть, белок здесь, и затем он захватывает немного
мембраны аппарата Гольджи с собой.
Это называется везикула.
Вот она, добавим ещё одну здесь,
для того чтобы подписать.
Это везикула.
Везикула — просто очень общий термин для
чего угодно. Это маленькие объекты, в основном белки,
свободно плавающие внутри клетки, окружённые своими
мини-мембранами.
Эти мини-мембраны у белков не просто так, они
нужны им, чтобы теперь белок мог двигаться к внешней
клеточной мембране.
Он также может путешествовать в другие части клетки.
Я упрощаю.
Он может или встроиться в клеточную мембрану,
или использовать свою мембрану, эту маленькую мембрану везикулы,
для того чтобы выбраться за пределы клетки.
Вы можете представить, что в конце концов…
Пусть это внешняя мембрана клетки.
Я просто ужасно упрощаю.
Даже не рисую билипидный слой.
Просто чтобы визуально
представлять, на что это может
быть похоже. Это везикула, внутри неё – маленький белок,
и он перемещается всё ближе и ближе к
мембране, затем он может встроиться в мембрану,
потому что состоит из того же вещества.
Он встраивается в мембрану, белок внутри.
(Я поменял цвета соответственно.)
А теперь, после того как он встроился в мембрану,
белок может выйти из клетки, а может
стать частью внешней клеточной мембраны,
которую я изобразил очень тонкой, но на самом деле она
состоит из двух слоёв.
Мы ещё об этом поговорим.
Возможно, я посвящу этому отдельный ролик.
Итак… Мы уже достигли больших успехов
в изображении строения клетки.
Осталось изобразить ещё несколько структур.
Это лизосомы, они встречаются в животных
клетках и содержат ферменты, которые помогают
растворять другие соединения.
Лизосомы.
Если лизосома приближается к чему-то внутри клетки,
она выпускает ферменты, убивает
это и переваривает.
Вот чем занимаются лизосомы.
В растительных клетках есть так называемые литические вакуоли,
это то же самое, что лизосомы. С точки зрения
их функций — это большие везикулы.
Фактически вакуоль — это большая везикула.
Это общий термин для органеллы с мембраной.
Итак, давайте запомним этот термин.
Вакуоль.
Вакуоль.
И вновь я спрашиваю, что такое органелла?
Я запишу термин.
Органелла.
Это элемент клетки,обладающий мембраной.
Так же как моя печень — это элемент Салмана,
это орган, органелла — это орган клетки.
Итак, вакуоль — это общий термин для органеллы,
обладающей мембраной и запасающей что-либо в наших клетках.
Ее функция – запасать.
Таким образом, литическая вакуоль — вакуоль растительной клетки,
которая хранит ферменты. И если она к чему-то близко подходит,
она растворяет это,
выпуская энзимы.
Есть несколько органелл, о которых мы говорили
в рамках дыхания
и фотосинтеза, о них я рассказываю подробно в соответствующих роликах.
Существуют митохондрии.
Митохондриональные клетки.
У них есть внутренняя и внешняя мембраны, именно в них
производится энергия, там сахара превращаются в АТФ.
Есть подробный ролик об этом.
Они имеют собственную ДНК и способны
к самостоятельному воспроизводству, из-за чего некоторые считают, что
их предки когда-то существовали, как самостоятельные
прокариотические организмы, которые однажды вдруг подумали:
«А почему бы нам не жить внутри другого организма,
в симбиозе?»
И таким образом, митохондрии — это органеллы, предки которых,
возможно, были самостоятельными прокариотами.
Итак, это митохондрия.
Запишем, митохондрия.
В них происходит клеточное дыхание, и мы ещё
рассмотрим это подробно.
Перейдём к растительным клеткам. Только в них (уж
точно не в животных клетках) есть хлоропласты,
которые являются разновидностью так называемых пластид, но
хлоропласты более известны.
Наверное, надо нарисовать их ярко-зелёным.
Нам известно, что в них есть маленькие тилакоиды.
В них происходит фотосинтез.
Вот грана и всё остальное.
Я подробно рассказываю об этом в ролике про фотосинтез,
но это не помешает.
В них есть другие органел?