Клетки, образующие ткани растений и животных, значительно различаются по форме, размерам и внутреннему строению. Однако все они обнаруживают сходство в главных чертах процессов жизнедеятельности, обмена веществ, в раздражимости, росте, развитии, способности к изменчивости.
Биологические превращения, происходящие в клетке, неразрывно связаны с теми структурами живой клетки, которые отвечают за выполнение гой или иной функции. Такие структуры получили название органоидов.
Митохондрии обычно представляют собой крупные удлиненные органеллы, заключенные в две мембраны. Внешняя оболочка кажется гладкой, а внутренняя мембрана образует складки, называемые «митохондриальными хребтами», на которых происходят некоторые реакции, которые приводят к синтезу.
Структура митохондриального отдела митохондрий электронным микроскопом. Во время оплодотворения только голова спермы входит в ооцит, и поэтому митохондрии остаются и, более того, если кто-то может войти в нее, он вскоре будет уничтожен. Поскольку человек наследует митохондрии только от своей матери, следует, что у всех людей есть женская линия от женщины, которую исследователи называют митохондриальной Евой.
Клетки всех типов содержат три основных, неразрывно связанных между собой компонента:
- структуры, образующие ее поверхность: наружная мембрана клетки, или клеточная оболочка, или цитоплазматическая мембрана;
- цитоплазма с целым комплексом специализированных структур — органоидов (эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии и пластиды, комплекс Гольджи и лизосомы, клеточный центр), присутствующих в клетке постоянно, и временных образований, называемых включениями;
- ядро - отделено от цитоплазмы пористой мембраной и содержит ядерный сок, хроматин и ядрышко.
Строение клетки
В электронной микроскопии фотографии появляются как темные зерна в цитоплазме, эндоплазматическом ретикулуме и на ядерной мембране. Он состоит из мембранной системы, которая образует набор везикул и канальцев. Он отличается прочным эндоплазматическим ретикулумом, характеризующимся наличием многочисленных рибосом на внешней мембране и гладким эндоплазматическим ретикулумом, характеризующимся отсутствием рибосом на мембранах. Смятая решетка участвует в образовании белков, которые после образования рибосомами они собираются здесь в их окончательной форме.
Поверхностный аппарат клетки (цитоплазматическая мембрана) растений и животных имеет некоторые особенности.
У одноклеточных организмов и лейкоцитов наружная мембрана обеспечивает проникновение в клетку ионов, воды, мелких молекул других веществ. Процесс проникновения в клетку твердых частиц называется фагоцитозом, а попадание капель жидких веществ - пиноцитозом.
Однако в гладкой картине происходит синтез липидов. Две субъединицы рибосомы. Грубый эндоплазматический ретикулум и рибосомы. Аппарат Гольджи выполняет функцию переработки, отбора и экспорта сотовых продуктов. Он состоит из плоских резервуаров, называемых резервуарами, мнения которых состоят из клеточной мембраны, уложенной друг на друга, внутри которой синтезируются углеводов и модифицированных белков и липидов.
Везикулы из морщинистого эндоплазматического ретикулума сливаются вместе и образуют вблизи ядерной мембраны резервуары аппарата Гольджи, где биохимические реакции приводят к их комплексному структурному комплексу и направлены на их функцию, как внутренние, так и внешние Гольджи играет ключевую роль в образовании лизосом, образованных везикулами, которые отделяются от резервуаров Гольджи, обращенных к клеточной мембране.
Наружная плазматическая мембрана регулирует обмен веществ между клеткой и внешней средой.
В клетках эукариот есть органоиды, покрытые двойной мембраной, - митохондрии и пластиды. Они содержат собственные ДНК и синтезирующий белок аппарат, размножаются делением, то есть имеют определенную автономию в клетке. Кроме АТФ, в митохондриях происходит синтез небольшого количества белка. Пластиды свойственны клеткам растений и размножаются путем деления.
Центриол представляет собой цилиндрическую структуру, присутствующую в цитоплазме, состоящей из девяти триплетов микротрубочек. Центры находятся в парах, образуя центросому и, как правило, расположены с углом 90 °. Они отвечают за производство микротрубочек, которые составляют митотический расплав, и, таким образом, имеют «важную функцию в делении клеток». Было отмечено, что, разрушая радиус клетки с помощью клетки из клетки, способность деления клеток не теряется, но клетки Дочери организованы менее условно.
Они имеют ту же структуру, что и базальные тела, которые находятся у основания ресниц и бедствий. Структура аппарата Гольджи Структура центров. Лизосомы являются везикулами в цитоплазме и представляют собой пищеварительную систему клетки, поскольку они ответственны за деградацию и разрушение посторонних молекул, попадающих в клетку через эндоциты, а также от молекул и клеточных органов, которые больше не функционируют. Они образуются из пузырьков которые отделяются от аппарата Гольджи.
| Виды клеток | Строение и функции наружного и внутреннего слоев клеточной оболочки | ||
|---|---|---|---|
| наружный слой (хим. состав, функции) |
внутренний слой - плазматическая мембрана |
||
| химический состав | функции | ||
| Клетки растений | Состоят из клетчатки. Этотслой служит каркасом клетки и выполняет защитную функцию | Два слоя белка, между ними - слой липидов | Ограничивает внутреннюю среду клетки от внешней и поддерживает эти различия |
| Клетки животных | Наружный слой (гликокаликс) очень тонкий и эластичный. Состоит из полисахаридов и белков. Выполняет защитную функцию. | Тоже | Специальные ферменты плазматической мембраны регулируют проникновение многих иононов и молекул в клетку и выход их во внешнюю среду |
К одномембранным органоидам относятся эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, различные типы вакуолей.
В цитологии в эукариотической клетке часть протоплазмы между плазматической мембраной и ядерной мембраной: есть гиалиплазмы или с. фундаментальные и включенные в него различные органеллы и конкретные дифференциации. Долгое время считалось, что это гомогенный желатин, плавающий в цитоплазматических органеллах. Также было обнаружено, что цитозоль многих клеток также содержит гранулы, не окруженные мембраной, указанные тела включения; в частности, мышечные клетки и гепатоциты содержат гранулы гликогена с функцией накопления энергии, а клетки жировой ткани содержат большие капли триглицеридов.
Современные средства исследования позволили биологам установить, что по строению клетки все живые существа следует делить на организмы «безъядерные» - прокариоты и «ядерные» - эукариоты.
У прокариот-бактерий и сине-зеленых водорослей, а также вирусов имеется всего одна хромосома, представленная молекулой ДНК (реже РНК), расположенной непосредственно в цитоплазме клетки.
Несмотря на неопределенность в отношении его организации, хорошо известно, что большинство реакций метаболизма клеток происходит в цитозоле; поэтому он должен иметь очень хорошо организованную структуру с большинством фиброзных или локализованных белков в конкретных регионах. Цитоскелет представляет собой сложную сеть белковых нитей, которая определяет трехмерную внутреннюю структуру, зависящую от структуры и формы клеток и их движения. Он состоит из актиновых нитей и микротрубочек, обе из которых являются глобулярными субъединицами белка, которые могут быстро и обратимо ассоциироваться внутри клеток.
| Главные рганоиды | Строение | Функции |
|---|---|---|
| Цитоплазма | Внутренняя полужидкая среда мелкозернистой структуры. Содержит ядро и органоиды |
|
| ЭПС - эндоплазматическая сеть | Система мембран в цитоплазме» образующая каналы и более крупные полости, ЭПС бывает 2-х типов: гранулированная (шероховатая), на которой расположено множество рибосом, и гладкая |
|
| Рибосомы | Мелкие тельца диаметром 15-20 мм | Осуществляют синтез белковых молекул, их сборку из аминокислот |
| Митохондрии | Имеют сферическую, нитевидную, овальную и другие формы. Внутри митохондрий находятся складки (дл. от 0,2 до 0,7 мкм). Внешний покров митохондрий состоит из 2-х мембран: наружная - гладкая, и внутренняя - образует выросты-кресты, на которых расположены дыхательные ферменты |
|
| Пластиды - свойственны только клеткам раститений, бывают трех типов: | Двумембранные органеллы клетки | |
| хлоропласты | Имеют зеленый цвет, овальную форму, ограничены от цитоплазмы двумя трехслойными мембранами. Внутри хлоропласта располагаются грани, где сосредоточен весь хлорофилл | Используют световую энергию солнца и создают органические вещества из неорганических |
| хромопласты | Желтые, оранжевые, красные или бурые, образуются в результате накопления каротина | Придают различным частям растений красную и желтую окраску |
| лейкопласты | Бесцветные пластиды (содержатся в корнях, клубнях, луковицах) | В них откладываются запасные питательные вещества |
| Комплекс Гольджи | Может иметь разную форму и состоит из отграниченных мембранами полостей и отходящих от них трубочек с пузырьками на конце |
|
| Лизосомы | Округлые тельца диаметром около 1 мкм. На поверхности имеют мембрану (кожицу), внутри которой находится комплекс ферментов | Выполняют пищеварительную функцию - переваривают пищевые частицы и удаляют отмершие органоиды |
| Органоиды движения клеток |
|
|
| Клеточные включения | Это непостоянные компоненты клетки — углеводы, жиры и белки | Запасные питательные вещества, используемые в процессе жизнедеятельности клетки |
| Клеточный центр | Состоит из двух маленьких телец - центриолей и центросферы - уплотненного участка цитоплазмы | Играет важную роль при делении клеток |
Эукариоты обладают большим богатством органоидов, имеют ядра, содержащие хромосомы в виде нуклеопротеидов (комплекс ДНК с белком гистоном). К эукариотам относятся большинство современных растений и животных как одноклеточных, так и многоклеточных.
Некоторые типы ячеек содержат много, но другие клетки полностью лишены их. Функция этих конкретных нитей заключается в создании механической опоры для ячейки и определении положения внутриклеточных органелл. Основные цитоскелетные нити широко связаны между собой с помощью тонких белковых волокон, которые образуют дополнительную трехмерную сеть, так называемую микротравкулярную структуру.
Цитоскелет также характеризуется дополнительными белками, специфичными для разных типов клеток, которые взаимодействуют с различными нитями для производства клеточного движения. Примером этого является мышечное сокращение, в зависимости от актиновых филаментов, и движение ресниц и скорбей, тесно связанных с микротрубочками.
Выделяют два уровня клеточной организации:
- прокариотический - их организмы очень просто устроены - это одноклеточные или колониальные формы, составляющие царство дробянок, синезеленых водорослей и вирусов
- эукариотический - одноклеточные колониальные и многоклеточные формы, от простейших - корненожки, жгутиковые, инфузории — до высших растений и животных, составляющие царство растений, царство грибов, царство животных
| Главные органоиды | Строение | Функции |
|---|---|---|
| Ядро растительной и животной клетки | Округлой или овальной формы | |
| Ядерная оболочка состоит из 2-х мембран с порами |
|
|
| Ядерный сок (кариоплазма) - полужидкое вещество | Среда, в которой находятся ядрышки и хромосомы | |
| Ядрышки сферической или неправильной формы | В них синтезируется РНК, которая входит в состав рибосомы | |
| Хромосомы - плотные удлиненные или нитевидные образования, видимые только при делении клетки | Содержат ДНК, в которой заключена наследственная информация, передающаяся из поколения в поколение |
Все органоиды клетки, несмотря на особенности их строения и функций, находятся во взаимосвязи и «работают» на клетку, как на единую систему, в которой связующим звеном является цитоплазма.
Эукариотическая клетка состоит из протоплазмы ядра и цитоплазмы и плазматической мембраны, которая представляет собой разделительную структуру средней толщины 8, 5 нм и которая изменяется в зависимости от типа клетки. Мембрана покрыта клеточной оболочкой, клеточной мантией, также называемой гликокаликой, потому что она состоит из гликопротеинов, мягкого и гибкого внешнего жеребца с высокими адгезионными свойствами и что электронный микроскоп имеет вид изношенного пуха.
Плазменная мембрана является домом для многочисленных клеточных активностей: гормональная реакция, клеточные взаимодействия, антигенные свойства, возбудимость и, возможно, экспрессия генов и деление клеток. В начале 1970-х годов была предложена модель структуры плазматической мембраны, мозаичная трехслойная модель, также действительная для мембран внутри клетки, в соответствии с которой в фосфолипидном бислоере находятся погруженные белки, которые пересекают всю мембрану посредством часть. Основными мембранными фосфолипидами являются, по существу, 4: фосфатидилсерин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилхолин и сфингомиелин.
Особые биологические объекты, занимающие промежуточное положение между живой и неживой природой, представляют собой вирусы, открытые в 1892 г. Д. И. Ивановским, они составляют в настоящее время объект особой науки - вирусологии.
Вирусы размножаются только в клетках растений, животных и человека, вызывая различные заболевания. Вирусы имеют очень прослое строение и состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки. Вне клеток хозяина вирусная частица не проявляет никаких жизненных функций: не питается, не дышит, не растет, не размножается.
Они представляют собой молекулы с гидрофобным концом и гидрофильные, так анафические, что, когда они находятся в середине двух водных растворов, таких как внутри и снаружи клетки, взаимодействуют друг с другом путем помещения в двойной слой, бимолекулярного липидного слоя или двухслойного слоя толщиной около 7-8 нм.
Пунктирные области толщиной около 2 нм обусловлены выровненной компоновкой головок фосфолипидов. В прозрачном пространстве между двумя поверхностями линии фосфолипидов сопоставляются друг с другом. Ядро, круглое или яйцевидное, внутри нуклеоплазмы содержит одну или две ядрышки и хроматиновые пластины.
3. Цитоплазма и ее органоиды
Цитоплазма. Цитоплазма, отграниченная от внешней среды наружной мембраной, заполняет всю клетку, и в ней располагаются различные органоиды и ядро. Это внутренняя полужидкая среда клетки, которая содержит большое количество воды, а из органических веществ в ней преобладают белки. На электронно-микроскопических фотографиях основная масса цитоплазмы имеет мелкозернистое строение. Во многих клетках, например в клетках эпителия, в ней видны тончайшие нити, рас-18 полагающиеся во всех участках клетки и выполняющие роль опорных (скелетных) структур. Цитоплазма связывает все клеточные органоиды и ядро в одно целое и обеспечивает их взаимодействие друг с другом.
Ядерная оболочка состоит из двух мембран: одна внешняя в контакте с цитоплазмой и представляет цитоплазматическую грань, внутреннюю по отношению к хроматину, который прилипает к ней. Перинуклеарное пространство разделяет две мембраны. Ядерные поры, которые открываются через ядерный корпус, предлагают экзогенным или эндогенным веществам возможность транзита как в нуклеоцитоплазматическом направлении, так и в обратном направлении.
Хроматин, интенсивно окрашиваемый материал с основными красителями, в основном состоит из нуклеопротеидов; он организован в нити более или менее спиральные с диаметром 25 нм или менее. Ядрышко с его плотной матрицей появляется в виде сетки анастомозированных сеток, на которых образуются гранулированные и фибриллярные составляющие рибонуклеопротеина; занимает переменную зону ядра.
Митохондрии. Митохондрии («митос» – нить, «хондрион» – зерно, гранула, греч.) – это тельца размером примерно от 0,2 до 7 мкм, разнообразные по своей форме: округлые, овальные, палочковидные, нитевидные. Располагаются митохондрии в цитоплазме клеток, и количество их в разных клетках может варьировать от 2–3 до 1000 и более. Подсчитано, например, что в одной клетке печени млекопитающих содержится около 2500 митохондрий.
Цитоплазма состоит из двух разных объектов: морфоплазмы и гиалоплазмы. Морфоплазма включает в себя все цитоплазматические элементы, то есть все следующие клеточные органы. Они ограничены двумя мембранами: гладкой наружной мембраной; внутренняя мембрана снабжена гребнями, которые увеличивают поверхность. Аппарат Гольджи: представляет собой набор клеточных дитиосом. Каждый дитиосом включает в себя штабелированные резервуары, небольшие везикулы и вакуоли, расположенные на одной из поверхностей дитиосома, когда он активен.
Лизосомы: Органеллы, ограниченные простой мембраной, содержащей однородное, умеренно плотное вещество, множественные ферментативные активности которого могут разрушать элементы вне клетки. Пероксисомы имеют диаметр, аналогичный диаметру лизосом, и заключают в их мембране нуклеоид, погруженный в однородное вещество.
Митохондрии хорошо видны в световой микроскоп, с помощью которого можно рассмотреть их форму, расположение в клетке, сосчитать их количество. При электронно-микроскопическом исследовании обнаружено, что каждая митохондрия имеет довольно сложное строение. Схема строения митохондрии, а также на электронно-микроскопической фотографии видно, что внешний покров этого органоида представлен двумя мембранами: наружной и внутренней. Наружная мембрана гладкая, она не образует никаких складок и выростов. Внутренняя мембрана, наоборот, образует многочисленные складки, которые направлены во внутреннюю полость митохондрии. Складки внутренней мембраны называются кристами («криста» – гребень, вырост, лат.). У большинства клеток во внутренней полости митохондрии кристы располагаются в поперечном направлении. Некоторые кристы могут разветвляться. В одной митохондрии обычно бывает множество крист, и они плотно прилегают друг к другу, а незначительное пространство, которое остается между ними, заполнено полужидким веществом с мелкозернистым строением.
Центросома: обычно она близка к ядру. Он образован одной или двумя центрифугами. Каждый центр имеет вид цилиндра, чья слегка непрозрачная стенка содержит 9 тройников канальцев, расположенных параллельно. Микротрубочки и микрофибриллы, образующие так называемый цитоскелет: изолированный или сгруппированный в пучки, рассеянный или локализованный, цитоплазматический. Они являются частью цитоскелета: микрофиламенты актина и миозина, промежуточные нити и микротрацеллюлозная сеть.
Также называется аморфной плазмой, она представляет собой рН-гомогенный раствор без структур, который обычно составляет 55% от всего объема ячейки. Это та часть цитоплазмы, которая не осаждается из клеточных гомогенатов даже при ультрацентрифугировании при более высоких скоростях.
Наружная и внутренняя мембраны митохондрий имеют такое же трехслойное строение, как и наружная мембрана клетки. В их состав входят белки и жиры. На наружной и внутренней мембранах митохондрий и особенно на кристах располагается большое количество разнообразных ферментов. К числу ферментов митохондрий относятся, прежде всего те, с помощью которых осуществляется дыхание клеток, а также синтез особого вещества, которое называется аденозинтрифосфорной кислотой или, сокращенно, АТФ. Это вещество обладает большими запасами энергии, которая освобождается при распаде АТФ, постоянно происходящем в митохондриях под влиянием ферментов. Энергия используется клетками при синтезе разнообразных веществ, при выработке тепла, нужного для поддержания температуры тела, при движении и других проявлениях жизнедеятельности.
Этот термин относится к разным структурам, гранулам и материалам, производимым клеточным метаболизмом. Включения не входят в группу органов, которые являются компонентами клеточного синтеза и деградации. Вместо этого он является наиболее распространенным резервным веществом в виде гранул, таких как гликоген, из вакуолей, таких как липидные включения. Включения также включают пигменты, результат накопления экзогенных и эндогенных продуктов, независимо от их деградации или нет, а также кристаллоидов, белковых составов, которые имеют только внешний вид кристаллов.
АТФ синтезируется в митохондриях всех клеток, всех организмов и представляет собой универсальный источник энергии. Поэтому митохондрии образно называются силовыми или энергетическими станциями клетки; они обязательный органоид каждой растительной и животной клетки.
Пластиды. Пластиды – это органоиды растительных клеток, и наличие пластид отличает клетки растений от клеток животных. Пластиды располагаются в цитоплазме. Различается три основных типа пластид: 1) зеленые – хлоропласты; 2) окрашенные в красный, оранжевый и другие цвета – хромопласты и 3) бесцветные – лейкопласты.
То есть клеточные структуры, ответственные за трансформации энергии, представляют собой цитоплазму. С химической точки зрения это не что иное, как смесь белков, имеющих как ферментативные функции, так и опорные функции, погруженные в водный раствор различных микромолекул. Можно отметить, что в клетках, не имеющих жесткой стенки, поддерживающие белки составляют эшафот, который сохраняет форму довольно стабильной, и этот каркас по очевидной аналогии называется цитоскелетом.
Некоторые запасы состоят из молекул, которые будут поставлять энергию; сахара или, чаще всего, полисахариды: крахмал на растениях и многие протисты, гликоген у животных и грибов. Эукариотические клетки, особенно протисты и водные животные, часто содержат капли липидов, которые, помимо доставки многих калорий на единицу веса, предпочитают плавать: удельный вес обезжиренной цитоплазмы превосходит, по сути, мало, воды.
Хлоропласты находятся в клетках листьев и других зеленых частях растений. Характерный для хлоропластов зеленый цвет зависит от особого находящегося в них зеленого пигмента хлорофилла. Благодаря хлорофиллу зеленые растения способны использовать световую энергию Солнца и за счет солнечной энергии синтезировать органические вещества из неорганических. Процесс созидания органических веществ из неорганических носит название фотосинтеза. Он происходит только в хлоропластах.
Хромопласты окрашивают венчики цветков, плоды, овощи и листья в разные цвета: от желтого и оранжевого до различных оттенков красного цвета.
Лейкопласты содержатся в клетках бесцветных частей растений: в стеблях, корнях, клубнях. Все эти типы пластид тесно связаны друг с другом возможностью взаимного перехода. Так, при созревании плодов или при изменении окраски листьев осенью хлоропласты превращаются в хромопласты, а лейкопласты могут свободно превращаться в хлоропласты, например при позеленении клубней картофеля.
Все три типа пластид хорошо видны под световым микроскопом, так как размеры их обычно равны нескольким микрометрам. Например, хлоропласты могут быть 4–6 мкм и больше.
Тонкое строение пластид было изучено с помощью электронного микроскопа. Мы рассмотрим подробно строение хлоропластов. У большинства растений хлоропласты имеют форму дисков, отграниченных от цитоплазмы двумя мембранами. Каждая из мембран хлоропласта, т.е. наружная и внутренняя, обладает таким же строением, как и наружная мембрана клетки, и в состав обеих мембран входит три слоя.
На микрофотографии видно, что внутри хлоропласта находится большое количество прямоугольных гран. Каждая грана представляет собой скопление, или группу, тончайших пластинок, сложенных друг с другом наподобие столбика монет. В поперечном сечении они выглядят округлыми, диаметр одной граны около 1 мкм. В состав одной граны входит около 10 пластинок, а в одном хлоропласте содержится несколько десятков гран, которые соединены между собой также тонкими пластинками. Зеленый пигмент хлорофилл находится только в гранах; в других частях хлоропласта его нет, и именно в гранах происходит фотосинтез.
Лизосомы. Лизосомы – небольшие округлые тельца, располагающиеся во всех частях клетки. Диаметр одной лизосомы около 1 мкм. От цитоплазмы лизосомы отграничены плотной мембраной. Внутри них сконцентрированы ферменты, которые способны расщеплять все пищевые вещества, поступающие в клетку. Расщепление пищевых веществ с помощью ферментов называется лизисом, откуда и происходит название самого органоида – лизосома. В одной клетке лизосом может быть много, например несколько десятков, и совокупность лизосом можно образно назвать пищеварительной системой клетки. Лизосомы обнаружены во многих клетках животных, и в последнее время они найдены также и в клетках растений.
Эндоплазматическая сеть. Этот органоид был открыт только при электронно-микроскопическом исследовании клеток. Эндоплазматическая сеть представляет собой сложную систему каналов и полостей размером до 500 А, которые соединяются между собой и образуют сложную ветвящуюся сеть, пронизывающую всю цитоплазму клетки.
Каналы и полости эндоплазматической сети ограничены мембранами, которые имеют такое же строение, как и наружная мембрана клетки, т.е. каждая из них состоит из трех слоев.
Различается два типа эндоплазматической сети: шероховатая и гладкая. На мембранах первого типа располагается множество мелких округлых телец – рибосом, которые и придают мембранам каналов и полостей шероховатый вид. Мембраны второго типа, т.е. гладкой эндоплазматической сети, не несут рибосом на своей поверхности.
О функциях этого органоида известно следующее: шероховатая эндоплазматическая сеть принимает активное участие в синтезе белков. На мембранах гладкой эндоплазматической сети происходит синтез жиров и полисахаридов. Эти продукты синтеза накапливаются в каналах и полостях, а затем транспортируются к различным органоидам клетки, где они и потребляются. Кроме того, в многочисленные каналы и полости эндоплазматической сети постоянно поступают и транспортируются в различные участки клетки вещества из окружающей среды. Поступают в нее и вещества, выходящие из клетки.
Следовательно, эндоплазматическая сеть – это клеточный органоид, который принимает активное участие не только в синтезе белков, полисахаридов и жиров, но и в транспортировании и накоплении различных веществ в клетке.
Эндоплазматическая сеть обнаружена во всех клетках животных и растений, всеобщее распространение этого органоида еще раз свидетельствует о важности его функций, которые сейчас интенсивно изучаются.
Рибосомы. Так же как эндоплазматическая сеть, рибосомы были открыты с помощью электронного микроскопа, поскольку эти органоиды клетки обладают исключительно мелкими размерами. Рибосомы – это тельца округлой формы диаметром 150 – 200 А. На электронно-микроскопической фотографии видно, что в клетке очень много рибосом и что большинство из них располагается на мембранах эндоплазматической сети. Кроме того, много рибосом свободно располагается в цитоплазме, а также в ядре клетки. В состав рибосом входят белок и рибонуклеиновая кислота (РНК).
Рибосомы обнаружены во всех клетках многоклеточных животных и растений, а также в клетках одноклеточных организмов. Это показывает, что рибосомы – обязательный органоид каждой клетки, выполняющий важнейшую биологическую функцию: на рибосомах синтезируется белок. Рибосомы – именно тот органоид клетки, где происходит синтез белковых молекул, т.е. сборка их из молекул аминокислот, имеющихся в цитоплазме и ядре каждой клетки. Поскольку рибосомы выполняют важнейшую функцию синтеза белка, их можно называть «сборочными конвейерами» клетки.
Белки, синтезированные на рибосомах, накапливаются в каналах и полостях эндоплазматической сети, а затем транспортируются к тем органоидам клетки, где они потребляются. Основная масса белков синтезируется на рибосомах, сконцентрированных на мембранах шероховатой эндоплазматической сети, и эти два органоида, как отмечено выше, представляют единый аппарат синтеза и транспортировки образующихся в клетке белков.
Комплекс Гольджи. Комплекс Гольджи – органоид клетки, названный так по имени итальянского ученого К. Гольджи, который впервые увидел его в цитоплазме нервных клеток (1898) и обозначил как сетчатый аппарат. Сейчас комплекс Гольджи обнаружен во всех клетках растительных и животных организмов. Форма и размеры его сильно варьируют. Во многих клетках, например в нервных, он имеет форму сложной сети, расположенной вокруг ядра (рис. 59); в клетках растений, простейших комплекс Гольджи представлен отдельными тельцами серповидной или палочковидной формы. Электронно-микроскопическое строение этого органоида одинаково в клетках растительных и животных организмов, несмотря на разнообразие его формы. В комплекс Гольджи входят три основных структурных компонента: 1) крупные полости, расположенные группами (по 5 – 8); 2) сложная система трубочек, отходящих от полостей; 3) крупньге и мелкие пузырьки, расположенные на концах трубочек. Все эти элементы составляют единый комплекс и ограничены мембранами такого же строения, как и наружная мембрана клетки.
Комплекс Гольджи выполняет много важных биологических функций: к нему транспортируются по каналам эндоплазматической сети продукты синтетической деятельности клетки, а также различные вещества, поступающие в клетку из внешней среды. Это в первую очередь белки, синтезирующиеся в клетке, секреты белковой природы, вырабатываемые во многих клетках, желток, образующийся в яйцевых клетках при их созревании, полисахариды и жиры. Все эти вещества сначала накапливаются в элементах комплекса Гольджи, а затем в виде капелек или зерен поступают в цитоплазму и либо используются в самой клетке в процессе ее жизнедеятельности, либо выводятся из нее во внешнюю среду.
Клеточный центр. Клеточный центр состоит из двух очень маленьких телец, каждое из которых имеет размеры меньше 1 мкм, и особого плотного участка цитоплазмы. Тельца клеточного центра называются центриолями, а уплотненный участок цитоплазмы, в центре которого они находятся. – центросферой.
Электронно-микроскопические исследования показала, что каждая центриоль имеет форму цилиндра, стенка которого состоит из 9 пар мельчайших трубочек.
Клеточный центр обычно располагается вблизи ядра. Такое расположение клеточного центра особенно характерно для клеток многоклеточных животных. Клеточному центру принадлежит важная роль при делении клетки.
Органоиды специального значения. К этой группе относятся те органоиды, которые связаны с выполнением клетками каких-либо специальных функций. Примером таких органоидов могут служить реснички и жгутики, выполняющие функцию движения у инфузорий и жгутиконосцев среди простейших. Ресничками также снабжены многие эпителиальные клетки многоклеточных животных, например эпителий дыхательных путей, где реснички выполняют функцию движения, удаляя попавшие в организм частички пыли. В мышечных клетках животных и человека содержатся тончайшие нити – миофибриллы, за счет которых осуществляется сокращение мышц. У простейших, во многих клетках многоклеточных организмов, и особенно в эпителиальных, находятся очень тонкие опорные нити, выполняющие роль внутриклеточного скелета.
Включения. В отличие от органоидов включения принадлежат к числу непостоянных клеточных структур. Они то появляются, то исчезают в процессе жизнедеятельности клетки. Включения хорошо видны в световой микроскоп в форме плотных зерен, жидких капель, вакуолей и кристаллов. Многие из этих включений представляют собой запасные питательные вещества, которые постоянно используются клеткой. Это капельки жира, зерна крахмала и гликогена, а также белка. В некоторых клетках запасные питательные вещества откладываются в больших количествах. Так, в клетках печени накапливается много гликогена, в клетках подкожной жировой клетчатки животных и человека происходит накопление жира. Отложений белка много в яйцевых клетках различных животных. Клетки растений также богаты запасными питательными веществами: в них можно найти полисахариды (крахмал и др.), жиры и белковые включения, которых много в семенах, клубнях. Например, в клетках клубней картофеля накапливается огромное количество крахмала.
Организма, равнозначны по генетической информации, но отличаются друг от друга разной работой различных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию - к дифференцировке. История развития понятий о клетке XVII век 1665 год - английский физик Р. Гук в работе «Микрография» описывает строение пробки, на тонких срезах которой он нашёл правильно расположенные пустоты. ...