3 Клеточный уровень организации живого
3.1 Сравнение структуры растительной и животной клеток
Термин «клетка» ввел в 1665 г. английский натуралист Р. Гук. Рассматривая в микроскоп собственной конструкции тонкий срез пробкового дерева, Гук увидел, что вещество состоит из ячеек, названных им клетками. В 1838 г. немецкий биолог М. Шлейден первым пришел к замечательному выводу: ядро является обязательным элементом строения всех клеток. Это открытие положило основу для изучения структуры всех клеток.
Практически одновременно с исследованиями М. Шлейдена его соотечественник физиолог Т. Шванн обнаружил похожие на ядра образования и в клетках животных. Данные открытия легли в основу клеточной теории.
По характеру организации ядерного аппарата все клетки делятся на прокариоты и эукариоты. К прокариотам относятся бактерии и сине – зеленые водоросли, к эукариотам – растения, грибы и животные.
Прокариотические клетки устроены сравнительно просто. Они не имеют ядра, область расположения ДНК в цитоплазме называется нуклеоид, единственная молекула ДНК кольцевая и не связана с белками, клетки меньше эукариотических, в состав клеточной стенки входит гликопептид – муреин, мембранные органеллы отсутствуют, их функции выполняют впячивания плазматической мембраны, рибосомы мелкие, микротрубочки отсутствуют, поэтому цитоплазма неподвижна, а реснички и жгутики имеют особую структуру.
Эукариотические клетки имеют ядро, в котором находятся хромосомы – линейные молекулы ДНК, связанные с белками, в цитоплазме расположены различные мембранные органеллы.
Все эукариотические клетки состоят из трех основных частей:
1) клеточная оболочка ограничивает клетку от окружающей среды;
2) цитоплазма составляет внутреннее содержимое клетки;
3) ядро cодержит генетический материал клетки.
Клеточная оболочка. Основу клеточной оболочки составляет плазматическая мембрана (плазмалемма) – биологическая мембрана, ограничивающая внутреннее содержимое клетки от внешней среды (рисунок 9).
Все биологические мембраны представляют собой двойной слой фосфолипидов, гидрофобные концы которых обращены внутрь, а гидрофильные головки – наружу. В него на различную глубину погружены белки, некоторые из которых пронизывают мембрану насквозь. Белки способны перемещаться в плоскости мембраны. Мембранные белки выполняют различные функции: транспорт различных молекул; получение и преобразование сигналов из окружающей среды; поддержание структуры мембран. Наиболее важное свойство мембран – избирательная проницаемость [5, 6].
Плазматические мембраны животных клеток имеют снаружи слой гликокаликса, состоящий из гликопротеинов и гликолипидов, и выполняющий сигнальную и рецепторную функции. Он играет важную роль в объединении клеток в ткани. Плазматические мембраны растительных клеток покрыты клеточной стенкой из целлюлозы. Поры в стенке позволяют пропускать воду и небольшие молекулы, а жесткость обеспечивает клетке механическую опору и защиту.
Плазмалемма не только отделяет содержимое клетки от внешней среды, но и осуществляет транспорт веществ. Через нее в межклеточное пространство выводятся синтезированные для других клеток соединения: белки, углеводы, гормоны, а внутрь поступает вода, ионы солей, органические молекулы. Проникновение молекул в сторону их меньшей концентрации называют пассивным транспортом. Он происходит без затрат энергии и бывает двух видов: простая диффузия (для малых гидрофобных молекул мембрана проницаема) и облегченная диффузия, осуществляемая белками – переносчиками (гидрофильные молекулы, ряд ионов не способны проходить через мембрану). Для проникновения молекул в сторону их большей концентрации требуются затраты энергии АТФ, такой перенос называют активным транспортом, его также осуществляют специфические белки – переносчики. Примером активного транспорта является натрий – калиевый насос.
Захват макромолекул и микрочастиц с изменением конфигурации мембраны называется эндоцитоз. Он может быть двух модификаций: фагоцитоз и пиноцитоз. Фагоцитоз – процесс поглощения твердых частиц (чаще одноклеточными организмами и специализированными клетками многоклеточных организмов). Пиноцитоз – процесс поглощения клеткой жидкости и высокомолекулярных веществ за счет втягивания плазматической мембраны.
Цитоплазма эукариотических клеток состоит из полужидкого содержимого и органелл. Основное полужидкое вещество цитоплазмы называют гиалоплазмой (от греч. hyalos – стекло) или матриксом. Гиалоплазма является важной частью клетки, ее внутренней средой.
Цитоплазматические структуры клетки представлены включениями и органоидами. Включения – непостоянные структуры цитоплазмы в виде гранул (крахмал, гликоген, белки) и капель (жиры). Органоиды – постоянные и обязательные компоненты большинства клеток, имеющие специфическую структуру и выполняющие жизненно важные функции (рисунок 5).
Конец ознакомительного фрагмента.