Основные структурные компоненты клетки

Основные компоненты мембраны – белки и липиды, в небольшом количестве имеются углеводы и полисахариды. Мембрана представляет собой мозаичную структуру, основой которой является фосфолипидный бислой. Белки мембраны интегрированы в фосфолипиды с внутренней или внешней поверхности, образуя непрерывную структуру мембраны. В целом мембрана находится в жидком состоянии, т.е. белки и липиды свободно в ней перемешаются. Основной характеристикой биологических мембран является их полупроницаемость – избирательный перенос молекул различных веществ внутрь клетки и выведение их из неё. Проникновение низкомолекулярных веществ в клетку может осуществляться простой диффузией через липидный слой, высокомолекулярных путем эндоцитоза. Этот перенос осуществляется путем вворачивания плазмоллемы внутрь клетки и отшнуровки от нее мелких секреторных пузырьков. Обратный путь выведения веществ из клетки называется экзоцитоз. На наружной поверхности плазмолеммы имеются специализированные структуры рецепторы (гликопроленды), которые служат для взаимодействия с клетками и их медиаторами. В целом гликопротеиды образуют сплошной рыхлый слой гликокаликс, состав которого специфичен для каждого типа клеток, что играет важную роль в процессах распознавания и межклеточного взаимодействия.

Ядро наиболее важная структура клетки, в нем сосредоточена основная масса ДНК, являющаяся носителем генетической информации. Большинство клеток имеет одно ядро, однако встречаются дву- и многоядерные клетки (плазматические, остеокласты, мегакариоциты и др.) Ядро ограничено мембраной (кариолеммой), состоящей из двух липопротеидных слоев. Наружная мембрана связана с рибосомами, а к внутренней тесно прилежит хроматин кариоплазмы. Наружная и внутренняя мембраны сливаются в области ядерных пор, через которые осуществляется транспорт белков и РНК. Поры ядерной мембраны заполнены белковым конгломератом, который изолирует кариоплазму от цитоплазмы, поэтому состав кариоплазмы, в том числе по содержанию ионов, отличается от состава цитоплазмы. Количество пор увеличивается в клетках, активно синтезирующих РНК.
Содержимое ядра разделяют на хроматин, нуклеины (ядрышки) и кариоплазму. Хроматин это нуклеопротеид, представленный комплексом ДНК и белков. В состав хроматина входит также незначительное количество РНК. В ядре фибриллярный компонент хроматина может быть расположен рыхло, формируя видимый в световом микроскопе диффузный хроматин. Частично фибриллы хроматина могут быть собраны вместе, образуя конденсированный хроматин. Характер распределения хроматина является важным признаком, по которому дифференцируют различные типы клеток, а также определяют их степень зрелости.
Диффузный хроматин характерен для молодых интенсивно пролиферирующих клеток, по мере созревания клетки он становится конденсированным. В ядре осуществляется синтез ДНК и всех видов РНК. Форма ядер поддерживается преимущественно хроматином. Она может быть разнообразной – округлая, округло-овальная, продолговатая, почковидная, сегментированная, полиморфная, что и отличает различные виды клеток. В нейтрофилах могут встречаться дополнительные сегменты (тельца Барра или половой хроматин), представляющие собой конденсированную Х-хромосому. Патология ядер клетки приводит к нарушению ее синтетической функции. Неестественная гибель ядросодержащей клетки (аноптоз) сопровождается фрагментацией ядра (кариорекенс), превращением его в плотную гомогенную массу (пикноз). Возможны дегенеративные изменения ядер (кариолизис).
Ядрышко (нуклеола) – активно функционирующий в период интерфазы локус хромосомы. В его состав входит рибосомальная РНК, белки и небольшое количество ДНК, в нем сосредоточен важнейший фермент синтеза РНК – полимераза. Общее число ядрышек варьирует от 1 до 4-5 и больше. В ядрышке образуются субъединицы рибосом (большая и малая), которые затем выходят в цитоплазму, где идет их сборка. Ядрышки в клетках хорошо различимы в световом микроскопе. Они окружены плотным хроматином. Ядрышко может перемешаться в пределах ядра и в состоянии активного синтеза белка чаще находится вблизи кариолеммы.
В ряде случаев нуклеолы приходится дифференцировать от явления хроматолиза. Хроматолиз – результат разрушения ДНК эндонуклеазами. Морфологически он представлен в виде одной или нескольких четко очерченных образований округлой или овальной формы, розового цвета. Хроматолиз является морфологическим признаком поздних этапов аноптоза.
Все пространство клетки, кроме ядра, относится к цитоплазме которая включает в себя гиалоплазму и расположенные в ней основные органеллы клетки. Гиалоплазма является внутренней средой клепки, в которой осуществляются процессы обмена и поддерживается клеточный гомеостаз. В ее состав входят вода, белки, липиды. ферменты, нуклеиновые кислоты, неорганические и другие вещества. В гиалоплазме расположены внутриклеточные структуры. Она имеет хорошо развитую структуру цитоскелета, в состав которого входят микротрубочки, промежуточные филаменты и микрофиламенты, участвующие в движении внутриклеточных структур, поддержании формы клетки. Цвет цитоплазмы в зависимости от содержания в ней РНК варьирует от интенсивно синего, голубоватого до розового. В клетках с выраженной белоксинтезирующей функцией (плазматические клетки, эритробласты) цитоплазма базофильного цвета.
Митохондрии имеют вид тонких палочек, нитей, так же как и ядро, имеют двойную мембрану. Наружная часть – гладкая мембрана, внутренняя образуем многочисленные складки (крипты). Митохондрии имеют собственную ДНК и рибосомную белоксинтезирующую систему, которая располагается в матриксе. Они способны синтезировать лишь белки своего матрикса и несколько белков, входящих в состав внутренней мембраны. Митохондрии служат энергетической станцией клетки, в них осуществляются процессы окисления и синтез АТФ. Помимо этого, они играют важную роль в запуске аноптоза. Это связано с тем, что митохондрии являются источником цитохрома С, аноптоз-индуцирующего фактора компонентов, необходимых для передачи аноптотического сигнала в ядро
клетки. Митохондрии лабильный компонент цитоплазмы. Уменьшение их числа или размеров наблюдается в к клетках печени при диабете, голодании, после облучения. Большое число фрагментированных митохондрий, как правило, характерно для состояния повышенного энергообразования.
Эндоплазматическая сеть система внутриклеточных канальцев, вакуолей и цистерн. В клетках имеется две разновидности эндоплазматической сети – гладкая, лишенная рибосом, и шероховатая, с прикрепленными к ней рибосомами. Основная функция эндоплазматической сети формирование мембран и разграничение внутреннего пространства клетки. Благодаря этому в цитоплазме одновременно могут протекать противоположно направленные процессы, например синтез и распад глюкозы. Большинство метаболических процессов в клекте обеспечивается мембраносвязанными ферментами, кофакторами, субстратами. Эпдоплазматическая сеть является с этой точки зрения, основой, на которой функционируют внутриклеточные метаболические процессы. В гладкой эндоплазматической сети синтезируются некоторые липиды, происходит нейтрализация токсических веществ, образование гранул гликогена. Хорошо развитая эндоплазматическая сеть исключается в секретирующих клетках (плазмоциты).
Рибосомы – гранулы, которые свободно лежат в цитоплазме либо прикреплены к кариолемме или мембранам эндоплазматической сети. Основная функция рибосом – синтез белка. Поскольку в состав рибосом входит много РНК, их скопления в цитоплазме обеспечивают ее базофильную окраску. Рибосомы, прикрепленные к эндоплазматической сети, синтезируют белки, которые идут на построение ее мембран; рибосомы, свободно лежащие в цитоплазме, синтезируют цитоплазматические белки, а прикрепленные к кариолемме – ядерные белки.
Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс) – система специализированных мембран, связанных с процессами секреции, образованием клеточных мембран и дизосом. Этот комплекс располагается в перинуклеарной зоне и особенно развит в секреторных клетках, что отличает их наличием выраженной зоны просветления вокруг ядра (плазматические клетки) Лизосомы представляют собой мелкие пузырьки, ограниченные однослойной мембраной и содержащие внутри набор гидролитических ферментов. Лизосомы – производные аппарата Гольджи, с ними связаны процессы внутриклеточного расщепления белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и др. При повреждении лизосом или повышении проницаемости их мембран наблюдается аутолиз клетки. Гипертрофия лизосомного аппарата на фоне воспалительных процессов и интоксикации сопровождается появлением токсогенной зернистости в цитоплазме клетки.
Для многих клеток характерно наличие гранул, цвет, размер и число которых является важной характеристикой идентификации клетки. В цитоплазме возможно появление включений: тельца Расселa (образованы за счет конденсации парапротеина), тельца Ауэра (палочковидной формы, состоят из агрегированных азурофильных гранул), тельца Деле (цитоплазмические включения, состоящие из остатков цитоплазматической сети, содержащей рибосомы), включения и вакуолизация в цитоплазме нейрофилов при синдроме Чедиака-Хигаси, вакуолизация в бластах при лимфоме Беркитта. Некоторые включения в цитоплазме представлены в виде фагоцитированных ядер, эритроцитов и тромбоцитов (гемофагоцитов).

Источник: hematologiya.ru