Органоиды движения — это маленькие наросты на мембране клеток. Они состоят из системы микротрубочек. Эти клеточные структуры обеспечивают передвижение клеток и рост организма. К ним относятся жгутики, реснички, ложноножки и миофибриллы. Строение и функцию органоидов движения изучают на уроках биологии в средней школе.
Прокариоты и эукариоты
Все живые организмы делятся на прокариотов и эукариотов. Их клетки отличаются по строению. Прокариоты — это одноклеточные организмы. К ним относятся некоторые простейшие и бактерии, а также сине-зелёные водоросли. Их клетка не имеет ядра и органелл. Она содержит одну нить ДНК.
К эукариотам относятся как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Их клетка содержит ядро и органеллы. Среди них есть структуры, которые обеспечивают транспортную функцию. Их называют органоидами движения. Эти клеточные элементы подразделяют на следующие виды:
- жгутики;
- реснички;
- ложноножки (псевдоподии);
- миофибриллы.
Органоиды движения присутствуют преимущественно у эукариотов. Жгутики существуют лишь у некоторых прокариотов, например, у бактерий и архей.
Органеллы, обеспечивающие перемещение, есть и в человеческом организме. Например, слизистая оболочка бронхов выстлана ресничками, которые перемещаются строго в одном направлении. Это обеспечивает удаление пыли и инородных частиц из дыхательных путей. Жгутики есть у мужских половых клеток. Благодаря их наличию, становится возможным процесс оплодотворения яйцеклетки.
Устройство жгутиков
Жгутики — это выросты цитоплазмы, которые находятся на внешней поверхности клеточной мембраны. Они выглядят как длинные нити. Каждый жгутик содержит 9 парных микротрубочек, которые соединены между собой нексиновыми мостиками, состоящими из белка.
Между микротрубочками и нексиновыми элементами проходит аксонема. Так называется осевая нить, которая составляет основу или цитоскелет органоида. В аксонеме происходит распад молекулы аденозинтрифосфата (АТФ) при взаимодействии с водой. В результате этой реакции высвобождается много энергии, которая необходима для поддержания жизнедеятельности организма. Эукариотические клетки обычно имеют от 1 до 8 жгутиков. Среди прокариотов встречается немало многожгутиковых форм.
Особенности работы
Многие прокариотические и эукариотические клетки снабжены жгутиками. Перемещение одноклеточных жгутиковых бактерий и инфузорий осуществляется только благодаря наличию этих органоидов. Жгутики прикрепляются к цитоплазме с помощью базального тельца. При гидролизе АТФ в аксонеме высвобождается энергия. Под её действием микротрубочки извиваются, и клетка перемещается.
Основная роль жгутиков — обеспечение движения. С их помощью клетки способны перемещаться в жидкой среде. Эти органоиды также выполняют дополнительные функции:
- Обеспечивают формирование колоний микроорганизмов.
- Способствуют контакту организмов с внешней средой.
- Помогают симбиотическим бактериям проникать внутрь клеток.
- Защищают клетку от проникновения вирусов.
У эукариотов жгутики содержат больше белков, чем у прокариотов. Эукариотические органеллы движения не только используются для перемещения, но и принимают участие в клеточном питании и размножении. Они могут также выполнять функцию о́ргана чувств и служить в качестве крошечной антенны.
Движение бактерий
Подавляющее большинство бактерий имеет жгутики. Особенностью этих органоидов является их расположение. Они находятся на противоположных сторонах клетки и прочно встроены в мембрану. В их состав входят следующие элементы:
- Филамент. Это нить, которая выходит за пределы цитоплазмы.
- Базальное тело. Представляет собой белковый чехол с мембраной, внутри которой расположена вращающаяся ось (мотор).
- Крюк. Это гибкий элемент, который соединяет филамент с базальным телом.
Бактериальный жгутик вращается по часовой стрелке. Этот процесс запускается с помощью энергии, которая высвобождается при распаде молекулы АТФ.
Характеристика и деятельность ресничек
Реснички — это первые органеллы, которые были обнаружены с помощью микроскопа. При большом увеличении они выглядят как короткие и очень тонкие волоски. Эти органоиды гораздо короче, чем жгутики и располагаются концентрированными группами. Реснички делятся на две разновидности:
- подвижные;
- неподвижные.
Подвижные реснички состоят из 9 пар наружных микротрубочек и 2 пар центральных. Они содержат моторный белок динеин, который обеспечивает их движение. Снаружи эти органоиды покрыты плотной мембраной.
Этот вид ресничек перемещается волнообразными, ритмичными движениями. Их основная функция — очищение органов. Большое количество этих органелл сконцентрировано на слизистой дыхательных путей и среднего уха. Они выводят из организма пыль, грязь и вредные микроорганизмы. Это помогает предотвратить инфекционные болезни.
Некоторые одноклеточные организмы, например, ресничные инфузории способны передвигаться только с помощью этих органелл. У многих беспозвоночных ресничками покрыта вся поверхность тела. У морских животных, таких как кальмары, реснички помогают смешивать жидкости окружающей среды. Они перемещают бактерии в защищённые участки тела.
Неподвижные или первичные реснички имеют другое строение. У них отсутствуют центральные микротрубочки и моторный белок динеин. Эти органеллы не могут перемещаться.
Функция первичных ресничек долгое время оставалась неясной для учёных. В настоящее время известно, что эти структуры играют сенсо́рную роль и способны улавливать сигналы из внешней среды. Их можно обнаружить в рецепторах сетчатки глаза и обонятельного тракта. Они обеспечивают восприятие света и запахов.
Ложноножки или псевдоподии
Ложноножки или псевдоподии представляют собой выросты цитоплазмического вещества. Они не имеют плотной оболочки. Эти органоиды образуются вследствие перетекания цитоплазмы из одной части клетки в другую.
С помощью ложноножек перемещаются следующие виды одноклеточных простейших:
- амёбы;
- фораминиферы;
- арцеллы.
Эти выросты носят непостоянный характер. Ложноножки появляются периодически, а затем исчезают. Они необходимы простейшим для передвижения и захвата пищи.
Псевдоподии не могут обеспечить одноклеточным организмам быстрое перемещение. Например, амёба передвигается со скоростью около 0,2 мм в минуту. Движение осуществляется под действием белков — миозина и актина. С помощью ложноножек простейшие закрепляются в субстрате.
Когда простейшее находит добычу, то ложноножка охватывает частицу пищи со всех сторон. Вокруг еды образуется пузырь — пищеварительная вакуоль. В него поступают специальные соки из цитоплазмы, которые переваривают пищу. Непереработанные частицы удаляются через клеточную оболочку.
У некоторых простейших псевдоподии образуют ловчую сеть. Она располагается вокруг одноклеточного организма и удерживает добычу. Размеры этой сети могут быть значительно больше диаметра клетки.
Миофибриллы в мышцах
Миофибриллы содержатся только в мышечных клетках. Они обеспечивают сокращения мускулатуры. Чтобы понять, какую роль играют эти органоиды, нужно разобраться в их строении.
Миофибриллы состоят из комплекса белков — саркомера. Они не имеют оболочек и соединяются с мышцами белковыми нитями. Это тонкие органоиды, которые могут достигать довольно большой длины.
Центральная нервная система подаёт сигналы в мускулатуру. Под действием этих импульсов миофибриллы уменьшаются в размерах. Они приводят в движение мышцу, которая начинает сокращаться. Этот процесс сопровождается высвобождением энергии, которая определяет мышечную силу.
Когда человек занимается спортом и регулярно тренируется, то количество миофибрилл возрастает. Это приводит к нарастанию мышечной массы. При этом крупные органоиды начинают делиться на несколько маленьких. Это позволяет мускулатуре получать больше энергии.
Если мышца травмирована, то численность миофибрилл уменьшается, а саркомеры разрушаются. В результате мышечная ткань получает мало энергии. Вернуть мускулатуре прежнюю силу удаётся далеко не сразу. Восстановление мышцы после травмы обычно занимает немало времени.
