Строение и характеристика комплекса Гольджи в растениях и животных

В конце позапрошлого века в области цитологии было совершено открытие. Ученый из Италии Камилло Гольджи обнаружил в эукариотической клетке органоид, функция которого заключается в выведении из клетки веществ, синтезируемых эндоплазматическим ретикулумом. Вновь обнаруженная органелла, имеющая мембранную структуру, была названа в честь открывшего её биолога комплексом Гольджи.

Особенности строения

Комплекс Гольджи наиболее развит в клетках эукариот и представляет собой систему одномембранных емкостей, имеющих мембранную структуру и форму мешочков (цистерн). Особенностью их является конфигурация, расширяющаяся ближе к краям. С комплексом цистерн связана система так называемых пузырьков.

Аппарат Гольджи на фото выглядит как многослойная структура, окружающая клеточное ядро, в котором содержится ДНК. Благодаря такой конфигурации в литературе может встречаться характеристика «пластинчатый комплекс».

Следует отметить различие в структуре мембранного аппарата, расположенного в растительной клетке, по сравнению с клетками животных организмов. Следует различать 2 вида конфигурации аппарата Гольджи: у животных имеет место одна большая стопка мембранных цистерн, соединенных между собой трубками; в растительных же клетках аппарат может формировать целый ряд отдельных стопок. По этим признакам можно распознать, какая клетка представлена на изображении. Имеется и сходство, заключающееся в общем плане строения органеллы и ее функции.

Внутриклеточные мембраны комплекса состоят из трех рядов мешочков, каждый из которых окружён по периферии мембранными пузырьками. Такое разделение обусловлено различиями в наборе ферментов, которые работают в каждой из частей комплекса Гольджи:

1. Ближе всего к ядру располагается цис-отдел. Цистерна этого отсека получила название «цистерны спасения». Фермент, который здесь работает, является катализатором реакции присоединения к маннозе фосфатного остатка.
2. Серединное положение занимает медиальный отдел: здесь происходит присоединение глюкозаминов при помощи соответствующих ферментативных систем.
3. Наиболее удаленное от ядра положение занимает транс-отдел. В этом отделе фермент пептидаза осуществляет расщепление протеинов, а трансфераза — трансформацию молекул при помощи переброса химических групп.

Как правило, клетки млекопитающих содержат от 40 до 100 стопок, каждая из которых содержит от 4 до 8 цистерн-мешочков. Цистерны асимметричны. Полюс, располагающийся рядом с ядром, содержит незрелые, неизмененные белки; а удаленный от ядра — модифицированные макромолекулы, которые отвечают потребностям клеточной структуры.

Функции аппарата Гольджи

В этом органоиде накапливаются, упаковываются в везикулы вещества, синтезируемые клеткой, после чего направляются туда, где они необходимы. Внутриклеточные мембраны комплекса эукариотических клеток выполняют следующие функции:

• присоединение сульфатной группы к гликопротеидам;
• частичное расщепление белков, что приводит в ряде случаев к переходу неактивного белка в активную форму (примером трансформации может служить образование гормона инсулина из неактивного проинсулина);
• образование слизистых секретов мукополисахаридов;
• синтезирование углеводного компонента гликолипидов;
• обеспечение созревания белковых молекул — таким образом комплекс помогает формироваться макромолекулам (в том числе, ферменты лизосом образуются в комплексе Гольджи);
• разделение белков на 3 потока — лизосомальный, конститутивный и белки, чья секреция индуцируется извне; после «сортировки» молекулы транспортируются по назначению (например, к рибосомам; вот почему можно говорить о связи между работой этих органоидов и аппарата Гольджи).

Практически все соединения, которые секретируются клеткой и могут участвовать в метаболизме клетки, проходят через комплекс Гольджи, где «упаковываются» в секреторные везикулы. Например, именно таков механизм синтеза клеточной стенки в клетках растений. Таким образом, осуществляется транспортная функция органоида.

Транспортировка протеинов на внешнюю мембрану осуществляется посредством встраивания белков в оболочку эндоплазматической сети гидрофобным участком. В составе пузырьков белковые молекулы транспортируются в аппарат Гольджи, а уже оттуда — на клеточную поверхность.

В конце позапрошлого века в области цитологии было совершено открытие. Ученый из Италии Камилло Гольджи обнаружил в эукариотической клетке органоид, функция которого заключается в выведении из клетки веществ, синтезируемых эндоплазматическим ретикулумом. Вновь обнаруженная органелла, имеющая мембранную структуру, была названа в честь открывшего её биолога комплексом Гольджи.

Особенности строения

Комплекс Гольджи наиболее развит в клетках эукариот и представляет собой систему одномембранных емкостей, имеющих мембранную структуру и форму мешочков (цистерн). Особенностью их является конфигурация, расширяющаяся ближе к краям. С комплексом цистерн связана система так называемых пузырьков.

Аппарат Гольджи на фото выглядит как многослойная структура, окружающая клеточное ядро, в котором содержится ДНК. Благодаря такой конфигурации в литературе может встречаться характеристика «пластинчатый комплекс».

Следует отметить различие в структуре мембранного аппарата, расположенного в растительной клетке, по сравнению с клетками животных организмов. Следует различать 2 вида конфигурации аппарата Гольджи: у животных имеет место одна большая стопка мембранных цистерн, соединенных между собой трубками; в растительных же клетках аппарат может формировать целый ряд отдельных стопок. По этим признакам можно распознать, какая клетка представлена на изображении. Имеется и сходство, заключающееся в общем плане строения органеллы и ее функции.

Внутриклеточные мембраны комплекса состоят из трех рядов мешочков, каждый из которых окружён по периферии мембранными пузырьками. Такое разделение обусловлено различиями в наборе ферментов, которые работают в каждой из частей комплекса Гольджи:

1. Ближе всего к ядру располагается цис-отдел. Цистерна этого отсека получила название «цистерны спасения». Фермент, который здесь работает, является катализатором реакции присоединения к маннозе фосфатного остатка.
2. Серединное положение занимает медиальный отдел: здесь происходит присоединение глюкозаминов при помощи соответствующих ферментативных систем.
3. Наиболее удаленное от ядра положение занимает транс-отдел. В этом отделе фермент пептидаза осуществляет расщепление протеинов, а трансфераза — трансформацию молекул при помощи переброса химических групп.

Как правило, клетки млекопитающих содержат от 40 до 100 стопок, каждая из которых содержит от 4 до 8 цистерн-мешочков. Цистерны асимметричны. Полюс, располагающийся рядом с ядром, содержит незрелые, неизмененные белки; а удаленный от ядра — модифицированные макромолекулы, которые отвечают потребностям клеточной структуры.

Функции аппарата Гольджи

В этом органоиде накапливаются, упаковываются в везикулы вещества, синтезируемые клеткой, после чего направляются туда, где они необходимы. Внутриклеточные мембраны комплекса эукариотических клеток выполняют следующие функции:

• присоединение сульфатной группы к гликопротеидам;
• частичное расщепление белков, что приводит в ряде случаев к переходу неактивного белка в активную форму (примером трансформации может служить образование гормона инсулина из неактивного проинсулина);
• образование слизистых секретов мукополисахаридов;
• синтезирование углеводного компонента гликолипидов;
• обеспечение созревания белковых молекул — таким образом комплекс помогает формироваться макромолекулам (в том числе, ферменты лизосом образуются в комплексе Гольджи);
• разделение белков на 3 потока — лизосомальный, конститутивный и белки, чья секреция индуцируется извне; после «сортировки» молекулы транспортируются по назначению (например, к рибосомам; вот почему можно говорить о связи между работой этих органоидов и аппарата Гольджи).

Практически все соединения, которые секретируются клеткой и могут участвовать в метаболизме клетки, проходят через комплекс Гольджи, где «упаковываются» в секреторные везикулы. Например, именно таков механизм синтеза клеточной стенки в клетках растений. Таким образом, осуществляется транспортная функция органоида.

Транспортировка протеинов на внешнюю мембрану осуществляется посредством встраивания белков в оболочку эндоплазматической сети гидрофобным участком. В составе пузырьков белковые молекулы транспортируются в аппарат Гольджи, а уже оттуда — на клеточную поверхность.