двигательные органеллы клетки

План. Введение… 3 Реснички и жгутики… … 4 Локомодация эвглены… ….7 Передвижение парамеции….8 Вывод… 9 Литература….10 Введение. Органеллы — постоянные внутриклеточные структуры, имеющие определенное строение и выполняющие соответствующие функции. Органеллы делятся на две группы: мембранные и немембранные. Мембранные органеллы представлены двумя вариантами: двумембранным и одномем-бранным.

Двумембранными компонентами являются пластиды, митохондрии и клеточное ядро. К одномембранным относятся органеллы вакуолярной системы — эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли растительных и грибных клеток, пульсирующие вакуоли и др. К немембранным органеллам принадлежат рибосомы и клеточный центр, постоянно присутствующие в клетке. Частями клетки называют структуры, которые не покрыты двойной мембранной оболочкой:

1. Рибосомы 2. Клеточный центр (центриоли) 3. Реснички и жгутики В реферате речь пойдёт о ресничках и жгутиках, об их строении и функциях, и примеров. Реснички и жгутики Электронные микрофотографии показывают, что реснички и жгутики имеют одинаковое внутреннее строение. Реснички-это просто укороченный ва¬риант жгутиков, и в отличие от жгутиков они чаще всего располагаются группами, а не по одиночке.

На поперечных срезах видно, что и другие органеллы состоят из двух центральных фибрилл, окруженных девятью периферическими (рис.1) так назы¬ваемая структура «9 + 2». Этот пучок фибрилл-аксонема - окружен мембраной, которая является продолжением плазматической мембраны. Все периферические фибриллы построены из бел¬ка тубулина и состоят из микротрубочек А и В. Рис. 1. Строение реснички или жгутика. А. Схема расположения трубочек и сопутствующих ком¬понентов

(вид сбоку). Б. Поперечный разрез. Каждый дублет состоит из микротрубочек А и В. А-микротрубочка имеет пару отростков («ручек»). Обратите внимание, что на поперечном раз¬резе А-трубочка представляется полым цилиндром, причем часть ее стенки становится общей для обеих трубочек дублета. По всей длине трубочек через определенные интервалы отходят «спицы», кото¬рые соединяют дублеты с «осевым

футляром», окружающим центральные трубочки. В. Дублет микро-трубочек в увеличенном виде. Каждая А-микротрубочка несет по паре «ручек», образованных другим белком-динеином, который обладает способностью гидролизовать АТФ, т.е. действует как АТФаза. Центральные фибриллы соединены с А-микротрубочками периферических фибрилл при помощи радиальных перекладин. В месте прикрепления к клетке ресничка или жгутик оканчивается базальным тельцем, которое

по строению почти идентично аксонеме (имеет струк¬туру 9 + 0) и является производным центриоли. От центриоли оно отличается лишь наличием у его основания сложной структуры, названной «колесом со спицами». Как полагают, базальное тельце в процессе формирования ресничек и жгутиков служит матрицей для сборки микротрубочек. Нередко от базального тельца в цитоплазму отходят волокон¬ца, фиксирующие его в определенном положении. Но хотя реснички и жгутики имеют одинаковый план строения, способы их

работы заметно раз¬личаются. Жгутик совершает симметричные движения, при этом в каждый данный момент по нему проходит несколько последовательных волн (рис.2). Бие¬ние жгутика может происходить в одной плоскости, но (реже) может быть и спиралеобразным, что приводит к вращению организма вокруг своей про¬дольной оси с одновременным продвижением впе¬ред по спиральной траектории (рис.4). У неко¬торых жгутиконосцев жгутик расположен на перед¬нем конце тела и как бы тянет

животное за собой. На жгутиках такого типа обычно есть мельчайшие боковые выступы-мастигонемы, повышающие эф¬фективность такого способа локомоции. Чаще жгу¬тик располагается на заднем конце клетки (как, например, у сперматозоида) и толкает ее вперед. На рис.3 обобщены сведения о типах движения, осуществляемых с помощью жгутика. Рис.2. Последовательные стадии дви¬жения жгутика (А) и реснички (Б). Рабочее движение реснички начинается из положения 1.

Биение ресничек асимметрично (рис. 2); после быстрого и энергичного удара прямой реснички она изгибается и медленно возвращается в исходное положение. При скоплении большого числа ресни¬чек необходим какой-то механизм, координирую¬щий их активность. У инфузории Paramecium эти функции обычно приписывают нейрофанам - нитям, соединяющим базальные тельца. Обычно биение ресничек синхронизовано, так что вдоль тела про¬бегают волны их активности в одном определенном

направлении. Это' называется метахронным ритмом. Рис.3 Типы движения, обусловленные работой жгутика. HPB-направление волн. Было много споров относительно механизма дви¬жения самих ресничек или жгутиков. Судя по но¬вейшим данным, этот механизм в основе своей очень близок к взаимодействию актина и миозина при мышечном сокращении. Как полагают, изгиба¬ние жгутика связано с присоединением двух динеиновых отростков

А-микротрубочек к соседним В-микротрубочкам в периферических фибриллах. При этом происходит гидролиз АТФ, и микро¬трубочки А и В скользят друг по другу, приводя в движение жгутик. По-видимому, пять перифериче¬ских фибрилл на одной стороне инициируют перво¬начальный изгиб, а остальные четыре фибриллы на другой стороне включаются в работу позже, что приводит к возвратному движению жгутика.

Радиальные перекладины, препятствуя скольжению, сводят его к локальному изгибанию жгутика. Возможно, что центральные фибриллы проводят сигнал о начале скольжения от базального тельца по всей длине реснички или жгутика. Было показано, что реснички могут работать только в присутствии ионов Mg2+ и что направление биения определяется концентрацией Са2+ внутри клетки. Интересно, что реакция избегания контролируется у парамеции следующим образом: когда

инфузория наталкивается на препятствие, направление биения ресничек у нее меняется на противоположное, а затем она возобновляет движение вперед. Такое изменение стимулируется внезапным притоком ионов Са2+ в клетку в результате повышения про¬ницаемости для этих ионов. У мелких эукариотических организмов реснички или жгутики широко используются для передвиже¬ния в воде, проталкивая тело сквозь окружающую вязкую жидкость.

Этот способ локомоции может быть эффективным только при очень малых разме¬рах тела, когда отношение поверхности к объему намного больше, чем у крупных животных. Для последних создаваемая ресничками мощность была бы недостаточной. Однако реснички часто встре¬чаются внутри тела многоклеточных организмов, где они выполняют ряд важных функций. Они могут прогонять по протокам жидкость, как это происхо¬дит у кольчатых червей в метанефридиях

при удале¬нии отходов метаболизма. С помощью ресничек перемещаются яйца в яйцеводах млекопитающих и различные материалы по внутренней поверхности органов, например слизь в дыхательных путях, где работа ресничек позволяет удалять частички пыли и другой «мусор». Реснички могут также создавать поток наружной жидкости, из которой некоторые организмы, в том числе парамеция, отфильтровыва¬ют пищевые частицы (нередко с помощью ресничек иного типа).

Жгутики есть и у некоторых бактерий, но они существенно отличаются от жгутиков эукариот; они более короткие, тонкие и весьма жесткие. Жгутик бактерии - это внеклеточное образование, он не по¬крыт плазматической мембраной и напоминает от¬дельную микротрубочку в жгутике эукариот. Он движется за счет силы, развиваемой в месте его прикрепления к бактериальной клетке. Локомоция эвглены Локомоторный жгутик расположен на переднем конце тела и тянет животное вперед.

Волны движе¬ния генерируются в самом жгутике, и по мере прохождения этих волн от основания жгутика к его концу их скорость и амплитуда увеличиваются. Работа жгутика заставляет тело эвглены вращаться вокруг своей оси со скоростью около одного оборота в секунду и в то же время обеспечивает продвижение в воде вперед по спирали. За 1 с эвглена может продвинуться на полмиллиметра, что вчетверо больше длины ее тела.

С помощью сократимых мионем, которые тянутся через всю клетку, эвглена способна изменять форму своего тела и вместе с тем направление его перемещения. Такое движение на¬зывают эвгленоидным (рис.4). Передвижение парамеции Реснички, расположенные на поверхности тела ряда¬ми, бьют назад по диагонали слева направо; при этом парамеция, продвигаясь вперед, вращается вокруг своей продольной оси. В то же время сильное биение ресничек околоротовой воронки заставляет передний конец тела поворачиваться

вокруг заднего конца. Реснички работают в метахронном ритме и их активность, возможно, координируется моториу¬мом - тельцем, связанным нейрофанами (нейроне¬мами) с базальными тельцами. Парамеция плавает со скоростью около 1 мм/с, т.е. продвигается на четыре длины собственного тела в секунду. Заключение. Реснички и жгутики идентичны по своему строению, но жгутики длиннее ресничек. Обе эти органеллы представляют собой выросты клеток.

Движутся они либо однонаправленно (биение ресничек), либо волнообразно (движения жгутиков). Служат реснички и жгутики как для передвижения отдельных клеток. Строение и принцип работы жгутиков и ресничек совершенно одинаковы. Различия между ними лишь в количестве: обычно на одну клетку приходится один или несколько жгутиков, а ресничек до нескольких тысяч. Жгутики и реснички представляют собой подвижные цитоплазматические

отростки, служащие либо для передвижения всего организма (у бактерий, водорослей, грибов, ресничных червей и др.), либо репродуктивных клеток (изогамет, спермиев, зооспор), либо для транспорта частиц и жидкостей (например, реснички у мерцательных клеток слизистой носа и трахеи, яйцеводов и т. д.). Литература. 1. Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор – Биология 2. Джеральд М. Фаллер, Денис Шилдс – Молекулярная биология клетки 3.

П. Б. Гофман-Кадошников, Д. Ф. Петров – Биология с общей генетикой