Эндоплазматическая сеть. Рибосомы. Комплекс Гольджи.

Определения и обозначения

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) — система мембранных канальцев и полостей внутри клетки. Она связана с синтезом и перемещением веществ. Каналы создают пути, по которым молекулы могут перемещаться между участками клетки.

Рибосома — немембранная структура, на которой происходит синтез белка. Она соединяет аминокислоты в определённом порядке, используя информацию, поступающую от клетки. Благодаря этому клетка получает белки, необходимые для её строения и работы.

Шероховатая эндоплазматическая сеть — участок ЭПС, к мембранам которого прикреплены рибосомы. Они синтезируют белки, а сеть помогает перемещать их внутри клетки. Поэтому шероховатая ЭПС особенно важна для белков, которые должны попасть в другие клеточные структуры или выйти наружу.

Комплекс Гольджи — система мембранных полостей и пузырьков, в которой вещества изменяются, сортируются и упаковываются. Он принимает молекулы, подготовленные к дальнейшему перемещению, и направляет их к месту назначения. Так клетка распределяет вещества, а не оставляет их в одном общем потоке.

Как это устроено

Мембраны ЭПС образуют внутри клетки сеть каналов и полостей, связанных между собой. Такая организация создаёт пространство для перемещения веществ, не смешивая содержимое всех клеточных участков. Кроме того, большая поверхность мембран позволяет клетке одновременно выполнять разные процессы.

Шероховатая и гладкая ЭПС различаются наличием рибосом. На шероховатой поверхности рибосомы синтезируют белки, которые могут поступать внутрь сети и перемещаться дальше. На гладкой ЭПС рибосом нет, поэтому она связана, в частности, с синтезом липидов и другими клеточными процессами.

Рибосома собирает белок из аминокислот, соединяя их в последовательность, заданную клеточной информацией. Порядок аминокислот важен: он определяет, каким будет белок и какую задачу сможет выполнять. Рибосомы могут работать свободно в цитоплазме или быть прикреплёнными к шероховатой ЭПС.

Белок, синтезированный на рибосоме шероховатой ЭПС, перемещается по её мембранной системе. Затем от ЭПС может отделиться пузырёк — небольшая оболочка из мембраны с веществом внутри. Пузырёк переносит белок к комплексу Гольджи, поэтому две структуры работают как последовательные этапы маршрута.

В комплексе Гольджи поступившие вещества могут изменяться, после чего они сортируются по назначению. Затем мембрана отделяет их в пузырьки, которые направляются к определённым участкам клетки или к её поверхности. Такая упаковка помогает доставить молекулы по нужному адресу или вывести их из клетки.

Строение и функции органоидов клетки

Сравнивая строки таблицы, сначала обратите внимание на особенности строения, а затем соотнесите их с функциями. Последний столбец показывает, как органоиды участвуют в общем перемещении веществ. Так можно проследить не только роль каждой структуры, но и их совместную работу.

Разбор задач

1. На каком органоиде происходит синтез белка?

Условие. Нужно назвать органоид, на котором непосредственно синтезируется белок, и объяснить его роль. Важно не перепутать место сборки белка с системой, которая помогает его перемещать. Поэтому сначала различим функции рибосом и ЭПС.

1. Находим структуру, которая соединяет аминокислоты в белок.
2. Определяем, что ЭПС служит сетью для перемещения веществ, а не местом непосредственной сборки белка.
3. Учитываем, что рибосомы могут быть свободными или прикреплёнными к шероховатой ЭПС.

Ответ. Белок непосредственно синтезируется на рибосоме. Рибосома собирает его из аминокислот в заданной последовательности. ЭПС может быть связана с рибосомами и участвовать в дальнейшем перемещении белка.

2. Как проходят белки, предназначенные для выведения из клетки?

Условие. В клетке активно синтезируются белки, которые нужно вывести наружу. Требуется назвать участвующие структуры и расположить их по порядку. Для решения проследим путь белковой молекулы от места её образования.

1. Белок синтезируется на рибосоме, прикреплённой к шероховатой ЭПС.
2. От ЭПС отделяется транспортный пузырёк с белком внутри.
3. Пузырёк доставляет белок к комплексу Гольджи, где он проходит обработку и упаковку для дальнейшего перемещения.

Ответ. Правильная последовательность: рибосома на шероховатой ЭПС — транспортный пузырёк — комплекс Гольджи. Порядок отражает путь от синтеза к последующей обработке. После комплекса Гольджи вещество может быть направлено к поверхности клетки для выведения.

3. Что изменится при нарушении работы комплекса Гольджи?

Условие. Предположим, что комплекс Гольджи в клетке работает неправильно. Нужно предсказать последствия для веществ, которые клетка синтезирует и перемещает. Для этого свяжем нарушение с функциями органоида.

1. Вспоминаем, что комплекс Гольджи изменяет поступающие вещества.
2. Учитываем, что он сортирует их и распределяет по направлениям.
3. Проверяем, что упаковка в пузырьки нужна для доставки к месту использования или выведения.

Ответ. Могут нарушиться обработка и сортировка веществ, а также их упаковка в пузырьки. Из-за этого молекулы не всегда будут доставлены к нужным участкам клетки или выведены наружу. Это следует из того, что комплекс Гольджи организует подготовку и распределение веществ после их поступления.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что все рибосомы прикреплены к ЭПС. Так могут думать, потому что рибосомы придают шероховатой ЭПС характерный вид. Но часть рибосом свободно находится в цитоплазме, поэтому при проверке нужно помнить оба варианта расположения.

Ошибка — приписывать шероховатой и гладкой ЭПС одинаковые функции. Их легко смешать, потому что обе являются частями одной мембранной системы. Проверьте себя по наличию рибосом: шероховатая ЭПС связана с синтезом белков, а гладкая — в частности, с синтезом липидов.

Ошибка — называть комплекс Гольджи местом первоначального синтеза белка. Это заблуждение возникает потому, что белки проходят через него на пути к месту назначения. Спросите себя, где соединяются аминокислоты: это происходит на рибосоме, тогда как комплекс Гольджи обрабатывает и сортирует вещества.

Ошибка — представлять ЭПС, рибосомы и комплекс Гольджи как независимые структуры. Такое впечатление может сложиться, если учить их функции по отдельности. Проверьте себя, составив маршрут белка: рибосома на шероховатой ЭПС, затем транспортный пузырёк и комплекс Гольджи.

Связь с другими темами

Чтобы понять работу этих органоидов, вспомните строение клетки, роль цитоплазмы и клеточных мембран: именно мембраны образуют каналы ЭПС и пузырьки. Затем свяжите работу органоидов с синтезом белка и движением веществ внутри клетки. Эти знания пригодятся при изучении секреции, то есть выделения веществ клеткой, а также при сравнении клеток разных тканей. Различия в строении клеток помогают объяснить, почему одни из них активно производят и выделяют вещества, а другие выполняют иные задачи.

Что запомнить

• ЭПС — внутренняя мембранная система каналов и полостей клетки.
• Шероховатая ЭПС имеет прикреплённые рибосомы.
• Рибосомы синтезируют белки.
• Гладкая ЭПС не покрыта рибосомами и участвует, в частности, в синтезе липидов.
• Комплекс Гольджи изменяет, сортирует и упаковывает вещества.
• ЭПС и комплекс Гольджи связаны транспортом веществ с помощью пузырьков.