A sejt membránorganellumai

Sejtorganellumok

Az organellumok (organellumok) minden sejt számára kötelező mikrostruktúrák, amelyek bizonyos létfontosságú funkciókat látnak el. Különbséget tesznek membrán és nem membrán organellumok között. A membrán organellumok, amelyeket membránok választanak el a környező hialoplazmától, magukban foglalják az endoplazmatikus retikulumot, a belső hálós apparátust (Golgi-komplex), a lizoszómákat, a peroxiszómákat és a mitokondriumokat.

A sejt membrán organellumai

Minden membránorganellum elemi membránokból épül fel, amelyek szerveződési elve hasonló a citolemma szerkezetéhez. A citofiziológiai folyamatok a membránok állandó adhéziójával, fúziójával és szétválásával járnak, míg csak a topológiailag azonos membránmonorétegek adhéziója és egyesülése lehetséges. Így bármely organellum membránjának a hialoplazma felé néző külső rétege megegyezik a citolemma belső rétegével, és az organellum ürege felé néző belső réteg hasonló a citolemma külső rétegéhez.

Az endoplazmatikus retikulum (reticulum endoplasmaticum) egyetlen, összefüggő szerkezet, amelyet ciszternák, tubulusok és lapított zsákok rendszere alkot. Az elektronmikroszkópos felvételek különbséget tesznek a szemcsés (durva, szemcsés) és a nem szemcsés (sima, agranuláris) endoplazmatikus retikulum között. A szemcsés retikulum külső oldalát riboszómák borítják, míg a nem szemcsés oldalon nincsenek riboszómák. A szemcsés endoplazmatikus retikulum fehérjéket szintetizál (a riboszómákon) és szállít. A nem szemcsés retikulum lipideket és szénhidrátokat szintetizál, és részt vesz anyagcseréjükben [például szteroid hormonokat a mellékvesekéregben és a herék Leydig-sejtjeiben (susztenocitáiban); glikogént a májsejtekben]. Az endoplazmatikus retikulum egyik legfontosabb funkciója a membránfehérjék és lipidek szintézise az összes sejtszervecske számára.

A belső retikuláris apparátus, vagy Golgi-komplex (apparatus reticularis internus), zsákok, hólyagok, ciszternák, csövek és lemezek összessége, amelyeket egy biológiai membrán határol. A Golgi-komplex elemei keskeny csatornákkal kapcsolódnak egymáshoz. A Golgi-komplex struktúrái azok a helyek, ahol a poliszacharidok, a fehérje-szénhidrát komplexek szintetizálódnak és felhalmozódnak, majd kiválasztódnak a sejtekből. Így képződnek a szekréciós granulátumok. A Golgi-komplex minden emberi sejtben jelen van, kivéve az eritrocitákat és az epidermisz szaruhártyáit. A legtöbb sejtben a Golgi-komplex a sejtmag körül vagy annak közelében, az exokrin sejtekben a sejtmag felett, a sejt apikális részében található. A Golgi-komplex struktúráinak belső domború felszíne az endoplazmatikus retikulum felé, külső, konkáv felszíne pedig a citoplazma felé néz.

A Golgi-komplex membránjait a granuláris endoplazmatikus retikulum alkotja, és transzportvezikulák szállítják őket. A Golgi-komplex külső oldaláról folyamatosan válnak le szekréciós vezikulák, és ciszternáinak membránjai folyamatosan megújulnak. A szekréciós vezikulák membránanyagot biztosítanak a sejtmembrán és a glikokalix számára. Ez biztosítja a plazmamembrán megújulását.

A lizoszómák (lizoszómák) 0,2-0,5 μm átmérőjű vezikulák, amelyek körülbelül 50 típusú különféle hidrolitikus enzimet (proteázok, lipázok, foszfolipázok, nukleázok, glikozidázok, foszfatázok) tartalmaznak. A lizoszomális enzimek a granuláris endoplazmatikus retikulum riboszómáin szintetizálódnak, ahonnan transzportvezikulák segítségével a Golgi-komplexbe kerülnek. Az elsődleges lizoszómák a Golgi-komplex vezikuláiból rügyeznek le. A lizoszómákban savas környezet uralkodik, pH-ja 3,5 és 5,0 között ingadozik. A lizoszómák membránjai rezisztensek a bennük található enzimekkel szemben, és védik a citoplazmát azok hatásától. A lizoszomális membrán permeabilitásának megsértése az enzimek aktiválódásához és a sejt súlyos károsodásához vezet, beleértve a sejt pusztulását is.

A másodlagos (érett) lizoszómákban (fagolizoszómákban) a biopolimerek monomerekké emésztődnek. Ez utóbbiak a lizoszóma membránján keresztül a sejt hialoplazmájába jutnak. Az emésztetlen anyagok a lizoszómában maradnak, aminek következtében a lizoszóma úgynevezett nagy elektronsűrűségű maradék testté alakul át.

A peroxiszómák (peroxiszómák) 0,3-1,5 µm átmérőjű vezikulák. Oxidatív enzimeket tartalmaznak, amelyek lebontják a hidrogén-peroxidot. A peroxiszómák részt vesznek az aminosavak lebontásában, a lipidek, beleértve a koleszterint és a purinokat, anyagcseréjében, valamint számos méreganyag méregtelenítésében. Úgy vélik, hogy a peroxiszóma membránok a nem granuláris endoplazmatikus retikulumból sarjadzással alakulnak ki, az enzimeket pedig poliriboszómák szintetizálják.

A mitokondriumok (mitokondriumok), amelyek a sejt "energiaállomásai", részt vesznek a sejtlégzés folyamataiban és az energia sejt által felhasználható formákká alakításában. Fő funkcióik a szerves anyagok oxidációja és az adenozin-trifoszfát (ATP) szintézise. A mitokondriumok kerek, hosszúkás vagy pálcika alakú képződmények, amelyek 0,5-1,0 μm hosszúak és 0,2-1,0 μm szélesek. A mitokondriumok száma, mérete és elhelyezkedése a sejt funkciójától, energiaigényétől függ. A szívizomsejtekben, a rekeszizom izomrostjaiban számos nagy mitokondrium található. Ezek csoportokban helyezkednek el a miofibrillumok között, glikogéngranulátumok és a nem granuláris endoplazmatikus retikulum elemei veszik körül őket. A mitokondriumok kettős membránnal (egyenként körülbelül 7 nm vastag) rendelkező organellumok. A külső és a belső mitokondriális membrán között 10-20 nm széles intermembrán tér található. A belső membrán számos redőt, vagy cristát alkot. A kriszták általában a mitokondrium hossztengelyére keresztezve helyezkednek el, és nem érik el a mitokondriális membrán ellentétes oldalát. A krisztáknak köszönhetően a belső membrán területe drámaian megnő. Így egy hepatocita egyik mitokondriumának krisztáinak felülete körülbelül 16 μm. A mitokondrium belsejében, a kriszták között egy finomszemcsés mátrix található, amelyben körülbelül 15 nm átmérőjű szemcsék (mitokondriális riboszómák) és a dezoxiribonukleinsav (DNS) molekuláit képviselő vékony szálak láthatók.

Az ATP mitokondriális szintézisét a hialoplazmában zajló kezdeti szakaszok előzik meg. Ebben (oxigén hiányában) a cukrok piruváttá (piruvátsavvá) oxidálódnak. Ezzel egyidejűleg kis mennyiségű ATP is szintetizálódik. Az ATP fő szintézise a mitokondriumokban a cristae membránjain történik oxigén (aerob oxidáció) és a mátrixban jelen lévő enzimek részvételével. Ezen oxidáció során energia keletkezik a sejtfunkciókhoz, és szén-dioxid (CO2 ₎ és víz (H2O ₎ szabadul fel. A mitokondriumokban az információ-, a transzport- és a riboszomális nukleinsavak (RNS) molekulái saját DNS-molekuláikon szintetizálódnak.

A mitokondriális mátrix akár 15 nm méretű riboszómákat is tartalmaz. A mitokondriális nukleinsavak és riboszómák azonban eltérnek a sejt hasonló szerkezeteitől. Így a mitokondriumok rendelkeznek saját rendszerrel, amely a fehérjeszintézishez és az önreprodukcióhoz szükséges. A mitokondriumok számának növekedése egy sejtben a kisebb részekre való osztódás révén történik, amelyek növekednek, méretük megnő, és képesek újra osztódni.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]