Šūnas membrānas organellas

Šūnu organellas

Organellas (organellas) ir obligātas visu šūnu mikrostruktūras, kas veic noteiktas dzīvībai svarīgas funkcijas. Izšķir membrānas un nemembrānas organellas. Membrānas organellas, kas no apkārtējās hialoplazmas ir atdalītas ar membrānām, ietver endoplazmatisko retikulu, iekšējo tīklveida aparātu (Golgi kompleksu), lizosomas, peroksisomas un mitohondrijus.

Šūnas membrānas organellas

Visas membrānas organellas ir veidotas no elementārām membrānām, kuru organizācijas princips ir līdzīgs citolēmu struktūrai. Citofizioloģiskie procesi ir saistīti ar pastāvīgu membrānu adhēziju, saplūšanu un atdalīšanos, savukārt iespējama tikai topoloģiski identisku membrānas monoslāņu adhēzija un apvienošanās. Tādējādi jebkuras organellas membrānas ārējais slānis, kas vērsts pret hialoplazmu, ir identisks citolēmas iekšējam slānim, un iekšējais slānis, kas vērsts pret organellas dobumu, ir līdzīgs citolēmas ārējam slānim.

Endoplazmatiskais tīkls (reticulum endoplasmaticum) ir vienota nepārtraukta struktūra, ko veido cisternu, kanāliņu un saplacinātu maisiņu sistēma. Elektronmikroskopijās var atšķirt granulētu (raupju, granulētu) un negranulāru (gludu, agranulāru) endoplazmatisko tīklu. Granulārā tīkla ārējā puse ir klāta ar ribosomām, savukārt negranulārajā pusē ribosomu nav. Granulārais endoplazmatiskais tīkls sintezē (uz ribosomām) un transportē olbaltumvielas. Negranulārais tīkls sintezē lipīdus un ogļhidrātus un piedalās to metabolismā [piemēram, steroīdos hormonus virsnieru garozā un Leidiga šūnās (sustenocītos) sēkliniekos; glikogēnu aknu šūnās]. Viena no svarīgākajām endoplazmatiskā tīkla funkcijām ir membrānu olbaltumvielu un lipīdu sintēze visām šūnu organellām.

Iekšējais retikulārais aparāts jeb Goldži komplekss (apparatus reticularis internus) ir maisiņu, pūslīšu, cisternu, caurulīšu un plātnīšu kopums, ko ierobežo bioloģiska membrāna. Goldži kompleksa elementi ir savienoti viens ar otru ar šauriem kanāliem. Goldži kompleksa struktūras ir vieta, kur tiek sintezēti un uzkrāti polisaharīdi, olbaltumvielu-ogļhidrātu kompleksi, un tie tiek izvadīti no šūnām. Tādā veidā veidojas sekrēcijas granulas. Goldži komplekss ir sastopams visās cilvēka šūnās, izņemot eritrocītus un epidermas ragveida zvīņas. Vairumā šūnu Goldži komplekss atrodas ap kodolu vai tā tuvumā, eksokrīnajās šūnās - virs kodola, šūnas apikālajā daļā. Goldži kompleksa struktūru iekšējā izliektā virsma ir vērsta pret endoplazmatisko retikulu, bet ārējā, ieliektā virsma - pret citoplazmu.

Goldži kompleksa membrānas veido granulārais endoplazmatiskais tīkls, un tās transportē transporta pūslīši. Sekrēcijas pūslīši pastāvīgi atdalās no Goldži kompleksa ārpuses, un tā cisternu membrānas tiek pastāvīgi atjaunotas. Sekrēcijas pūslīši piegādā membrānas materiālu šūnu membrānai un glikokaliksam. Tas nodrošina plazmas membrānas atjaunošanos.

Lizosomas (lizosomas) ir pūslīši ar diametru 0,2–0,5 μm, kas satur aptuveni 50 dažādu hidrolītisko enzīmu veidus (proteāzes, lipāzes, fosfolipāzes, nukleāzes, glikozidāzes, fosfatāzes). Lizosomu enzīmi tiek sintezēti granulārā endoplazmatiskā tīkla ribosomās, no kurienes tie ar transporta pūslīšu palīdzību tiek pārnesti uz Goldži kompleksu. Primārās lizosomas atzarojas no Goldži kompleksa pūslīšiem. Lizosomās tiek uzturēta skāba vide, tās pH svārstās no 3,5 līdz 5,0. Lizosomu membrānas ir izturīgas pret tajās esošajiem enzīmiem un aizsargā citoplazmu no to iedarbības. Lizosomu membrānas caurlaidības pārkāpums noved pie enzīmu aktivācijas un smagiem šūnas bojājumiem, tostarp tās nāves.

Sekundārajās (nobriedušajās) lizosomās (fagolizosomās) biopolimēri tiek sagremoti monomēros. Pēdējie caur lizosomu membrānu tiek transportēti šūnas hialoplazmā. Nesagremotās vielas paliek lizosomā, kā rezultātā lizosoma tiek pārveidota par tā saukto augsta elektronu blīvuma atlikumu.

Peroksisomas (peroksisomas) ir pūslīši ar diametru no 0,3 līdz 1,5 µm. Tie satur oksidatīvus enzīmus, kas noārda ūdeņraža peroksīdu. Peroksisomas piedalās aminoskābju sadalīšanā, lipīdu, tostarp holesterīna, purīnu, metabolismā un daudzu toksisku vielu detoksikācijā. Tiek uzskatīts, ka peroksisomu membrānas veidojas, pumpurojoties no negranulārā endoplazmatiskā tīkla, un enzīmus sintezē poliribosomas.

Mitohondriji (mitochondrii), kas ir "šūnas enerģijas stacijas", piedalās šūnu elpošanas procesos un enerģijas pārveidošanā formās, kas pieejamas šūnai. To galvenās funkcijas ir organisko vielu oksidēšana un adenozīna trifosfāta (ATF) sintēze. Mitohondriji ir apaļas, iegarenas vai stieņa formas struktūras, kuru garums ir 0,5–1,0 μm un platums 0,2–1,0 μm. Mitohondriju skaits, lielums un atrašanās vieta ir atkarīga no šūnas funkcijas, tās enerģijas vajadzībām. Kardiomiocītos, diafragmas muskuļu šķiedrās, ir daudz lielu mitohondriju. Tie atrodas grupās starp miofibrilām, ko ieskauj glikogēna granulas un negranulārā endoplazmatiskā tīkla elementi. Mitohondriji ir organellas ar dubultmembrānām (katra aptuveni 7 nm bieza). Starp ārējo un iekšējo mitohondriju membrānu atrodas starpmembrānu telpa 10–20 nm plata. Iekšējā membrāna veido daudzas krokas jeb kristas. Parasti kristas ir orientētas pāri mitohondrija gareniskajai asij un nesasniedz mitohondriju membrānas pretējo pusi. Pateicoties kristām, iekšējās membrānas laukums ievērojami palielinās. Tādējādi hepatocīta viena mitohondrija kristu virsma ir aptuveni 16 μm. Mitohondrija iekšpusē starp kristām atrodas smalkgraudaina matrica, kurā redzamas granulas ar diametru aptuveni 15 nm (mitohondriju ribosomas) un plāni pavedieni, kas attēlo dezoksiribonukleīnskābes (DNS) molekulas.

Pirms ATP sintēzes mitohondrijos notiek sākotnējie posmi hialoplazmā. Tajā (bez skābekļa klātbūtnes) cukuri tiek oksidēti par piruvātu (piruvskābi). Vienlaikus tiek sintezēts neliels daudzums ATP. Galvenā ATP sintēze notiek mitohondriju kristāļu membrānās, piedaloties skābeklim (aerobā oksidācija) un matricā esošajiem enzīmiem. Šīs oksidācijas laikā tiek ražota enerģija šūnu funkcijām, un tiek atbrīvots oglekļa dioksīds (CO2 ₎ un ūdens (H2O ₎. Mitohondrijos uz savām DNS molekulām tiek sintezētas informācijas, transporta un ribosomu nukleīnskābes (RNS).

Mitohondriju matricā ir arī ribosomas, kuru izmērs sasniedz 15 nm. Tomēr mitohondriju nukleīnskābes un ribosomas atšķiras no šīs šūnas līdzīgām struktūrām. Tādējādi mitohondrijiem ir sava sistēma, kas nepieciešama olbaltumvielu sintēzei un pašreprodukcijai. Mitohondriju skaita palielināšanās šūnā notiek, tai daloties mazākās daļās, kas aug, palielinās izmēros un spēj atkal dalīties.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]