компартменти клітини
Компартменти клітини (від англ. Compartment - осередок, кімната, обмежений простір) - простір всередині клітини, оточений мембраною і пов'язаний з виконанням певної функції. Оскільки вся клітина оточена клітинною мембраною, то самим компартментом є сама цитоплазма клітини з органелами.
Клітини прокаріотів не містять органел і лише зрідка мають замкнуті мембрани, тому вони мають єдиний компартмент - цитоплазму, в якій здійснюються всі функції клітини, не розділені в просторі. У прокаріотів просторово пов'язані транскрипція, трансляція, метаболізм, секреція тощо. Проте, гелеобразная структура речовини цитоплазми дозволяє частково обмежити рух речовин і напрямок реакцій в компартмент прокаріотів.
Клітини еукаріот крім цитоплазми містять ядро, мембранні органели, систему замкнутих мембран ЕПР, різноманітні мембранні бульбашки. Мембрани цих компартментов обмежують щодо автономні реакції, процеси, локалізують окремі речовини і іонний склад окремих частин клітини.
Основні компартменти ядерної клітини
Клітка ядерних організмів ділиться на два помітно різних компартменти: ядро і цитоплазму з органелами. У цитоплазмі присутні одномембранних і двомембранні органели. Внутрішній вміст одномембранних органел зазвичай утворює один компартмент, тоді як в двомембранніх мітохондрій і пластид є два або більше компартменти. Ядро також оточене двома мембранами, однак межмембранного простір ядерної оболонки (перинуклеарное простір) суміщений з компартментом ЕПР.
компартменти ядра
Ядерна оболонка оточує внутрішній компартмент ядра - нуклеоплазму. У нуклеоплазмі знаходиться хроматин і відбуваються всі процеси з його залученням: транскрипція, процесинг РНК, ремоделювання хроматину, модифікації ДНК і інші.
Між двома мембранами ядра знаходиться перинуклеарное простір - компартмент глибиною в 30-50 нанометрів.
Компартменти ЕПР
Функціонально компартмент ендоплазматичноїмережі являє собою єдине ціле, проте просторово він складається з окремих везикул і цистерн. Деякі везикули виконують транспортну функцію, в інших відбувається укладання і модифікація білкових молекул. Компартмент ендоплазматичного ретукулуму є найбільшим депо іонів кальцію в клітині. Висока концентрація іонів кальцію забезпечується кальцієвих насосом ретикулума.
Компартменти апарату Гольджі
Апарат Гольджі розділений на кілька компартментов, в кожному з яких проходять власні біохімічні реакції. Разом вони утворюють біохімічний ланцюг, пов'язаний з хімічною модифікацією і дозріванням білків та інших молекул, які клітина виділяє назовні.
компартменти мітохондрій
Мітохондрії оточені двома мембранами. Простір внутрішньої мембрани утворює особливий компартмент - строму. Інший компартмент знаходиться між двома мембранами.
компартменти пластид
Хлоропласти і інші пластиди також мають дві спеціалізовані мембрани. Зазвичай компартмент строми, оточений зовнішньою мембраною, є загальним для всієї пластиди, а внутрішні мембрани утворюють з'єднані між собою або окремі бульбашки - тилакоїди.
Біохімічні реакції, локалізовані в певних компартментах
- Цикл Кребса - строма мітохондрій
- транскрипція РНК - нуклеоплазма
- Темні реакції фотосинтезу - строма хлоропластів
- Глікозилювання білків - апарат Гольджі
Рух речовин між компартментами
Мембранна оболонка компартмент перешкоджає вільному руху води, іонів, молекул між різними компартментами. Проте, такий обмін постійно здійснюється, оскільки всі метаболічні шляхи є відкритими системами, які повинні надходити певні речовини і звідки повинні прибиратися продукти реакції. Рух речовин здійснюється двома шляхами: транспортом через мембрану і злиттям компартментів.
Мембрани не є абсолютно непроникними для речовин, жиророзчинні молекули здатні проходити крізь них. Крім ліпідів мембрани містять транспортні білки, які дозволяють пройти крізь мембрану воді і розчинним в ній іонів і речовин.