Полная версия

Главная arrow Медицина arrow Анатомия и физиология гомеостаза

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Строение клетки и ее специфические структуры

Цитоплазма. Органоиды и включения. Цитоплазма — это внутреннее содержимое клетки, состоящее из основного вещества (гиалоплазмы) и находящихся в нем внутриклеточных структур.

Гиалоплазма (матрикс) — это сложный физико-химический состав, основой которого является вода с растворенными и взвешенными в ней веществами органического и неорганического происхождения, комплексными соединениями, способный изменять свою вязкость и находящийся в постоянном движении. Это активная среда, в которой протекают химические и физиологические процессы, объединяющие все компоненты клетки в единую систему.

Митохондрии — крошечные частицы внутри клетки, энергетические центры клетки, способные расщеплять глюкозу. Этот процесс нуждается в кислороде, который является «горючим». Освобожденная энергия расходуется на другие процессы, проходящие в клетке. Клетка содержит большое количество митохондрий.

Цитоплазматические структуры клетки. Органоиды — постоянные и обязательные компоненты большинства клеток, имеющие специфическую структуру и выполняющие жизненно важные функции.

Эндоплазматическая сеть — это разветвленная система соединенных между собой полостей, трубочек и каналов, отграниченных от цитоплазмы одиночной мембраной. Служит для производства мембранных белков и липидов, а также осуществляет систему их транспорта внутри клетки. По сути, это каркас цитоплазмы, на котором происходит большинство физико-химических процессов.

Аппарат Гольджи — это транспортная и аккумулирующая система цитоплазмы, которая состоит из собранных стопкой уплощенных мембранных полостей и микропузырьков. Накапливает и преобразовывает липиды и белки, транспортирует их по назначению.

Лизосомы — микропузырьки, отходящие от полостей аппарата Гольджи, окруженные мембраной и содержащие набор ферментов. Выполняют функцию внутриклеточного переваривания макромолекул пищи и чужеродных компонентов; обеспечивают клетку дополнительным сырьем для химических и энергетических процессов. При голодании клетки, лизосомы переваривают некоторые органоиды и на какое-то время пополняют запас питательных веществ.

В клетках эукариот имеются органеллы, изолированные от цитоплазмы двумя мембранами. Такими органеллами являются митохондрии и пластиды. Эти органеллы называют полуавтономными, поскольку они обладают собственным аппаратом биосинтеза белка (кольцевидной ДНК, рибосомами, тРНК, ферментами) и синтезируют часть функционирующих в них белков.

Митохондрии содержатся почти во всех аэробных эукариотических клетках, за исключением зрелых эритроцитов млекопитающих. Число их в разных клетках различно и зависит от уровня функциональной активности клетки. Митохондрии имеют вариабельные размеры и формы (палочковидная, овальная, округлая). Снаружи митохондрии ограничены гладкой наружной мембраной, сходной по составу с плазмалеммой. Внутренняя мембрана образует многочисленные выросты (крипты) и содержит многочисленные ферменты, участвующие в процессах преобразования энергии пищевых веществ в энергию АТФ. В митохондриях происходит синтез стероидных гормонов. Митохондрии — энергетический аппарат клетки.

Пластиды — органеллы, характерные только для клеток фотосинтезирующих эукариотических организмов. В зависимости от окраски различают три основных типа: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.

Обязательными для большинства клеток являются органоиды, не имеющие мембранного строения. К ним относят рибосомы, микрофи- ламенты, микротрубочки, клеточный центр.

Рибосомы — самые многочисленные и универсальные структуры, обнаруженные во всех типах клеток. Рибосомы имеют округлую форму, состоят из относительно равных по массе количеств рРНК и белка. Функция рибосом — сборка белковых молекул на основе генетического материала клетки. Существование клетки без рибосом невозможно.

Микротрубочки и микрофиламенты — нитевидные структуры, состоящие из различных сократительных белков и обуславливающие двигательные функции клетки. Микротрубочки имеют вид длинных полых цилиндров, стенки которых состоят из белков — тубулинов. Микрофиламенты представляют собой очень тонкие, длинные, нитевидные структуры, состоящие из актина и миозина. Микротрубочки и микрофиламенты пронизывают всю цитоплазму клетки, формируя ее цитоскелет, обуславливают циклоз, внутриклеточные перемещения органелл, расхождение хромосом при делении ядерного материала. Помимо свободных микротрубочек, пронизывающих цитоплазму, в клетках имеются определенным образом организованные микротрубочки, формирующие центриоли клеточного ядра, базальные тельца, реснички, жгутики. Таким образом, данные органеллы являют собой «мышечный» компонент цитоплазмы.

Клеточный центр, или центросома, обычно находится вблизи ядра, состоит из двух центриолей, располагающихся перпендикулярно друг другу. Каждая центриоль имеет вид полого цилиндра, стенка которого образована 9 триплетами микротрубочек. Центриоли клеточного центра участвуют в формировании миотического веретена клетки.

В процессе эволюции разные клетки приспосабливались к обитанию в различных условиях и выполнению специфических функций. Это требовало наличия в них особых органоидов, которые называются специализированными в отличие от рассмотренных выше органоидов общего значения. К их числу относят сократительные вакуоли простейших, миофибриллы мышечного волокна, нейрофибриллы и синаптические пузырьки нервных клеток, микроворсинки эпителиальных клеток, реснички и жгутики простейших.

Жгутики и реснички — это органоиды движения, представляющие собой своеобразные выросты цитоплазмы клетки. Остов жгутика или реснички имеет вид цилиндра, по периметру которого располагаются 9 парных микротрубочек, а в центре — 2 одиночные.

Ядро — наиболее важный компонент эукариотических клеток. Большинство клеток имеют одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки (у ряда простейших, в скелетных мышцах позвоночных). Некоторые высокоспециализированные клетки утрачивают ядра (эритроциты млекопитающих и клетки ситовидных трубок у покрытосеменных растений).

Ядро — хранилище генетической информации клетки. Ядро, как правило, имеет шаровидную или овальную форму, реже может быть сегментированным или веретеновидным. В состав ядра входят ядерная оболочка и кариоплазма, содержащая хроматин (хромосомы) и ядрышки.

Ядерная оболочка образована двумя мембранами (наружной и внутренней) и содержит многочисленные поры, через которые между ядром и цитоплазмой происходит обмен различными веществами.

Кариоплазма (нуклеоплазма) представляет собой желеобразный раствор, в котором находятся различные белки, нуклеотиды, хромосомы и ядрышко.

Каждое ядро запрограммировано для выполнения особых задач. Ядро ограничено двойной оболочкой — клеточным конвертом.

Хроматин — специфически окрашивающиеся некоторыми красителями глыбки, гранулы и нитчатые структуры, образованные молекулами ДНК в комплексе с белками.

Хромосомы — плотные, интенсивно окрашивающиеся структуры, которые являются единицами морфологической организации генетического материала и обеспечивают его точное распределение при делении клетки. Хромосомы лучше всего различимы (и изучаются) на стадии метафазы митоза. Каждая метафаза митоза состоит из двух хроматид.

Хроматиды — сильно спирализованные идентичные молекулы ДНК, образовавшиеся в результате репликации. Хроматиды соединяются между собой в области первичной перетяжки, как центромеры. Центромера делит хромосому на два плеча. В зависимости от места расположения центромеры различают хромосомы равноплечие, неравноплечие и палочковидные.

Число хромосом в клетках каждого биологического вида постоянно. Обычно в ядрах клеток тела (соматических) хромосомы представлены парами, а в половых клетках они не парны. Одинарный набор хромосом в половых клетках называют гаплоидным; набор хромосом в соматических клетках — диплоидным. Хромосомы разных организмов различаются размерами и формой.

Набор хромосом клеток конкретного вида живых организмов, характеризующийся числом, величиной и формой хромосом, называют кариотипом. В хромосомном наборе соматических клеток парные хромосомы называют гомологичными, хромосомы из разных пар — негомологичными. Гомологичные хромосомы одинаковы по размерам, форме, составу и порядку расположения генов, но различны по происхождению.

Центриоли — пара полостей цилиндрической формы, которые лежат в правом углу рядом с ядром. Каждая центриоль состоит из длинных и тонких трубочек, расположенных в девяти группах по три в трубочки в каждой группе. Как только клетка делится надвое, центриоли разделяются, разделяя набор хромосом (хранителей генетической информации).

Существуют также аутосомы, неполовые хромосомы, одинаковые для особей мужского и женского пола; гетерохромосомы — половые хромосомы, участвующие в определении пола и различающиеся у самцов и самок. Кариотип человека представлен 46 хромосомами (23 пары): 44 аутосомы и 2 половые хромосомы (у женщин две одинаковые Х-хромосомы, у мужчин X- и Y-хромосомы).

Ядро осуществляет хранение и реализацию генетической информации, управление процессом биосинтеза белка, а через белки — всеми другими процессами жизнедеятельности. Ядро участвует в репликации и распределении наследственной информации между дочерними клетками, а следовательно, и в регуляции клеточного деления и процессов развития организма.

Прокариоты

Клетки прокариотического типа устроены просто. В них нет морфологически обособленного ядра. Единственная хромосома прокариот образована кольцевидной ДНК и находится в цитоплазме. Мембранные органеллы отсутствуют (их функцию выполняют выпячивания плазматической мембраны); в цитоплазме мелкие рибосомы; микротрубочки отсутствуют; цитоплазма неподвижна; реснички и жгутики имеют особую структуру.

Особенности структуры прокариотических клеток определяют специфический характер процессов обмена веществ, жизнедеятельности и размножения. К прокариотам относят бактерии. Они были единственной формой жизни на Земле, по крайней мере, в течение 2 млрд лет.

Исходя из эволюционной теории можно сделать вывод, что наиболее совершенной единицей существования живого организма является эукариотическая клетка.

Существование неклеточных форм жизни нереально без взаимодействия с клеткой (одноклеточные — фаги, многоклеточные — вирусы).

Универсальность клетки как единицы живого в структурном и функциональном плане очевидна. На данном этапе развития биологии, в ее теоретическом и прикладном значении, является общепризнанной категорией.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>