Эндоплазматическая сеть (ЭПС)

Органоиды, участвующие в синтезе веществ

Органоиды общего назначения

Оснащение.

6. 1. Дидактический материал: электронные фотографии, таблицы: № 5 «Строение клетки», № 6 «Строение животной клетки», № 7 «Лизосомы», № 8 «Митохондрии», № 9 «Пластинчатый комплекс Гольджи», № 10 «Клеточный центр».

6. 2. Оборудование: Микроскопы, иммерсионные объективы, постоянные микропрепараты, слайды.

7. Содержание занятия:

7. 1. Контроль исходного уровня знаний и умений.

Среди них можно выделить три группы:

1) Органоиды, участвующие в синтезе веществ.

2) Органоиды с защитной пищеварительной функцией.

3) Органоиды, обеспечивающие клетку энергией.

4) Органоиды, участвующие в делении и движении клеток.

В любой клетке совершается синтез свойственных ей веществ, являющихся либо строительным материалом для новообразующихся структур взамен изношенных, либо ферментами, участвующими в биохимических реакциях, либо секретами, выделяемыми из клеток желез.

Исходными продуктами для синтеза служат вещества, образующиеся при распаде клеточных структур, но, главным образом, поглощаемые клеткой извне. При этом те из них, которые представляют собой цельные молекулы белков, жиров и углеводов, предварительно адсорбированные на поверхности клетки и поступившие в цитоплазму, расщепляются с помощью ферментов на составные части. Активная роль в синтезе клеточных веществ принадлежит эндоплазматической сети и рибосомам.

Эндоплазматическая сеть (эндоплазматический ретикулум) – одномемранный органоид общего значения в клетке. Впервые была обнаружена американским ученым Портером в 1945 г. при электронной микроскопии культур клеток соединительной ткани – фибробластов – и названа эндоплазматической сетью.

Эндоплазматическая сеть(эндоплазматический ретикулум) – совокупность сообщающихся между собой канальцев, вакуолей и «Цистерн», стенка которых образована элементарными биологическими мембранами.

Различают две разновидности ЭПС: гладкую (агранулярную) и шероховатую (гранулярную). Обе они образованы цистернами или каналами, которые ограничены мембраной, толщиной 6 – 7 нм. На наружной поверхности мембраны шероховатой ЭПС имеются рибонуклеопротеидные гранулы – рибосомы, отсутствующие на поверхности мембран гладкой сети. Оба типа ЭПС обычно находятся в непосредственной структурной взаимосвязи вследствие прямого перехода мембран ЭПС одного типа в мембраны ЭПС другого типа, а содержимое каналов и цистерн этих разновидностей ЭПС не разграничено специальными структурами. Тем не менее, обе разновидности ЭПС представляют собой дифференцированные специфические внутриклеточные органоиды, специализированные на реализацию разных функций.

Гладкая (агранулярная) ЭПС постоянно присутствует в клетках печени, клубочковой и пучковой зонах надпочечников, а также в сердечных миоцитах и мышечных волокнах скелетной мускулатуры. Агранулярная сеть, как правило, определяется в местах скопления гликогена или липидных включений.

Гладкая ЭПСотличается отсутствием на мембранах белков (рибофоринов), связывающих субъединицы рибосом. Предполагается, что гладкая ЭПС образуется в результате формирования выростов шероховатой ЭПС, мембрана которых утрачивает рибосомы.

Функция гладкой ЭПС:

1) Синтез липидов, включая мембранные липиды.

2) Синтез углеводов, расщепление гликогена, предохраняя при этом образующуюся глюкозу от действия гликолитических ферментов.

3) В клетках надпочечников специализирована на синтез предшественников стероидных гормонов.

4) Обезвреживание токсических веществ эндогенного и экзогенного происхождения.

5) Система внутриклеточного проведения импульсов, в частности, в мышечных волокнах, где она лежит вдоль миофибрилл (белковые нити, способные к сокращению при раздражении).

6) В поперчно-полосатой мышечной ткани играет роль резервуара ионов Са, а ее мембрана содержит мощные кальциевые насосы.

7) Восстановление кариолеммы в телофазе митоза.

8) Транспорт веществ.

9) Накопление веществ.

ЭПС гранулярного типа обнаружена почти во всех клетках, но наиболее сильно развита в клетках с высоким уровнем белкового обмена, например, в клетках эндокринной системы, поджелудочной железы, печени, слюнных желез, нейронах центральной нервной системы и т. д. Так, в секреторных клетках, синтезирующих белки на экспорт, гранулярная ЭПС занимает основную часть цитоплазмы.

После гибели клеток гранулярная ЭПС разрушается значительно позже, чем агранулярная.

Функции гранулярной ЭПС связывают с обеспечением синтеза белка, внутриклеточного транспорта и начальной пострансляционной модификацией белков, синтезируемых на прикрепленных рибосомах:

1) синтез на прикрепленных рибосомах белков (секретируемых белков, белков клеточных мембран и специфических белков содержимого мембранных органелл);

2) гидроксилирование, сульфатирование, фосфорилирование и гликозилирование белков;

3) транспорт веществ в пределах цитоплазмы;

4) накопление как синтезируемых, так и транспортируемых веществ. Резервуар для хранения запасных питательных веществ;

5) регуляция биохимических реакций, связанная с упорядоченностью локализации в структурах ЭПС веществ, вступающих в реакции, а также их катализаторов – ферментов.

Кроме того, важнейшей функцией мембраны ЭПС является ее способность ограничивать однородные участки цитоплазмы и вещества, в них содержащиеся. Такое явление называется компартментализацией цитоплазмы.

Биогенез ЭПС. Этот вопрос представляет большой интерес, поскольку ЭПС является динамической структурой, претерпевающей значительные изменения в связи с функциональными колебаниями, свойственными клеткам. Так, например, при голодании организма, когда снижается синтез белков и интенсивно расходуется гликоген печени, в ее клетках уменьшается масса гранулярной сети и резко возрастает объем агранулярной сети.