Строение эукариотической клетки - Строение клетки - ПРИЗНАКИ ЖИВЫХ СИСТЕМ - ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК

Все клетки состоят из трёх основных частей:

1. Клеточная оболочка ограничивает клетку от окружающей среды.

2. Цитоплазма составляет внутреннее содержимое клетки.

3. Ядро (у прокариот — нуклеоид). Содержит генетический материал клетки.

Строение клеточной оболочки. Основу клеточной оболочки составляет плазматическая мембрана — биологическая мембрана, ограничивающая внутреннее содержимое клетки от внешней среды.

Все биологические мембраны представляют собой двойной слой липидов, 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.

Плазматические мембраны животных клеток имеют снаружи слой гликокаликса, состоящий из гликопротеинов и гликолипидов и выполняющий сигнальную и рецепторную функции. Плазматические мембраны растительных клеток покрыты клеточной стенкой из целлюлозы.

Функции клеточной оболочки. Клеточная оболочка выполняет следующие функции: определяет и поддерживает форму клетки; защищает клетку от механических воздействий и проникновения повреждающих биологических агентов; отграничивает внутреннее содержимое клетки; регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой, обеспечивая постоянство внутриклеточного состава; осуществляет узнавание многих молекулярных сигналов (например, гормонов); участвует в формировании межклеточных контактов и различного рода специфических выпячиваний цитоплазмы (микроворсинок, ресничек, жгутиков).

Механизмы проникновения веществ в клетку. Между клеткой и окружающей средой постоянно происходит обмен веществом. Ионы и небольшие молекулы транспортируются через мембрану путём пассивного или активного транспорта, макромолекулы и крупные частицы — путем эндо- и экзоцитоза.

Пассивный транспорт — перемещение вещества по градиенту концентрации, осуществляется без затрат энергии АТФ путём простой диффузии, осмоса или облегчённой диффузии с помощью белков-переносчиков. Активный транспорт — перенос вещества белками-переносчиками против градиента концентрации, связан с затратами энергии АТФ.

Эндоцитоз — поглощение веществ путём окружения их выростами плазматической мембраны с образованием окружённых мембраной пузырьков. Экзоцитоз — выделение веществ из клетки путём окружения их выростами плазматической мембраны с образованием окружённых мембраной пузырьков. Поглощение и выделение твёрдых и крупных частиц получили соответственно названия фагоцитоз и обратный фагоцитоз, жидких или растворённых частичек — пиноцитоз и обратный пиноцитоз.

Цитоплазма представляет собой внутреннее содержимое клетки и состоит из основного вещества (гиалоплазмы) и находящихся в нём разнообразных внутриклеточных структур (включений и органоидов).

Гиалоплазма (матрикс) — это водный раствор неорганических и органических веществ, способный изменять свою вязкость и находящийся в постоянном движении.

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.

Одномембранные органоиды клетки: эндоплазматический ретикулум, пластинчатый комплекс Гольджи, лизосомы.

Эндоплазматическая сеть — система соединённых между собой полостей, трубочек и каналов, отграниченных от цитоплазмы одним слоем мембраны и разделяющих цитоплазму клетки на изолированные пространства. Это необходимо, чтобы отделить множество параллельно идущих реакций.

Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс) представляет собой стопку из 5—20 уплощённых дисковидных мембранных полостей и отшнуровывающихся от них микропузырьков. Его функция — трансформация, накопление, транспорт поступающих в него веществ к различным внутриклеточным структурам или за пределы клетки. Мембраны аппарата Гольджи способны образовывать лизосомы.

Лизосомы — мембранные пузырьки, содержащие литические ферменты. В лизосомах перевариваются как поступающие в клетку путём эндоцитоза продукты, так и составные части клеток или клетки целиком.

Вакуоли — наполненные жидкостью мембранные мешки. Мембрана называется тонопластом, а содержимое — клеточным соком. В клеточном соке могут находиться запасные питательные вещества, растворы пигментов, отходы жизнедеятельности, гидролитические ферменты. Вакуоли участвуют в регуляции водно-солевого обмена, создании тургорного давления, накоплении запасных веществ и выведении из обмена токсичных соединений.

Эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы и вакуоли являются одномембранными структурами и образуют единую мембранную систему клетки.

Двумембранные органоиды клетки: митохондрии и пластиды.

Митохондрии — органоиды палочковидной, овальной или округлой формы. Содержимое митохондрий отграничено от цитоплазмы двумя мембранами: наружной гладкой и внутренней, образующей складки (кристы).

Пластиды — органеллы, окружённые оболочкой, состоящей из двух мембран, с гомогенным веществом внутри (стромой). Пластиды характерны только для клеток фотосинтезирующих эукариотических организмов. В зависимости от окраски различают хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.

Хлоропласты — зелёные пластиды, в которых протекает процесс фотосинтеза. Хромопласты — пластиды, содержащие пигменты, придающие им красную, жёлтую и оранжевую окраску. Они придают яркую окраску цветам и плодам. Лейкопласты — бесцветные пластиды. Содержатся в клетках подземных или неокрашенных частей растений (корней, корневищ, клубней). Способны накапливать запасные питательные вещества, в первую очередь крахмал, липиды и белки. Лейкопласты могут превращаться в хлоропласты (например, при цветении клубней картофеля), а хлоропласты — в хромопласты (например, при созревании плодов).

Органоиды, не имеющие мембранного строения: рибосомы, жгутики, реснички, клеточный центр и др.

Рибосомы — мелкие органеллы глобулярной формы. На рибосомах происходит синтез белка.

Жгутики и реснички — это органоиды движения, представляющие собой своеобразные выросты цитоплазмы клетки.

Ядро, как правило, имеет шаровидную или овальную форму. В состав ядра входят ядерная оболочка и кариоплазма, содержащая хромосомы, ядрышко.

Ядерная оболочка образована двумя мембранами (наружной и внутренней). Отверстия в ядерной оболочке называются ядерными порами. Через них осуществляется обмен веществом между ядром и цитоплазмой.

Кариоплазма — внутреннее содержимое ядра.

Хромосомы — спирализованные молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), связанные с белками. Участки ДНК, содержащие информацию о синтезе молекул того или иного белка, называются генами.

Функции ядра:

1. Хранение генетической информации и передача её дочерним клеткам в процессе деления.

2. Контроль жизнедеятельности клетки.