Что такое клетка

Биологической наукой доказано, что все животные и растительные организмы построены и происходят из клеток. Поэтому стоит знать, что такое клетка и функции ее компонентов.

Что такое клетка

Клетка - это основная структурно-функциональная единица всех живых организмов, элементарная биологическая система. Исключение составляют вирусы, которые являются бесклеточные. На клеточном уровне полностью проявляются все основные черты жизни: обмен веществ и энергии, способность к размножению, сохранения и передача наследственной информации потомкам и тому подобное.

Форма и размеры живых клеток разнообразны и зависят от происхождения и их функции. Клетки бывают шаровидные, звездообразные, многогранные и др. Одни клетки существуют как самостоятельные элементарные биологические системы, это одноклеточные организмы - протозои, или простые, к которым относятся инфузории, жгутиковые, споровики, микроспоридии. Большинство простых живет в водоемах, принимают участие в их самоочищении и они достаточно хорошим кормом для рыб. Другая группа клеток существует в составе многоклеточного организма, в котором они обеспечивают совокупность взаимодействий между клеткой, тканями и органами с участием системных регуляторных механизмов, в частности нейрогуморальной регуляции. Все клеточные формы жизни на земле можно разделить на два надцарства на основании строения составляющих их клеток - прокариоты (безъядерного) и эукариоты (ядерные). Клетки прокариот - простые по строению, видимо, они возникли в процессе эволюции раньше. Эукариотические клетки - более сложные, возникли позже. Клетки, составляющие тело человека, является эукариотическими. Несмотря на многообразие форм организация клеток всех живых организмов подчинена единым структурным принципам. На основе микроскопических исследований доказано, что основными структурными компонентами клеток является клеточная оболочка, цитоплазма и ядро.

Клеточная оболочка (cytolemma) имеет толщину 7-10 нм, и поэтому ее нельзя увидеть в мировой микроскоп. При изучении ее в электронном микроскопе видно, что она состоит из внутренней и внешней пластинок и размещенной между ними светлой зоны. Предполагают, что эти пластинки состоят из молекул белков, а светлая зона - из молекул липидов. Клеточная оболочка является барьером, который определяет, какие вещества могут выходить из клетки или проникать в нее извне. Установлено, что специфические функции клетки часто связаны с особенностями ее оболочки (например, оболочки нервных или мышечных клеток могут связывать вещества, которые выделяются нервными окончаниями).

Цитоплазма (от греческого ηύτος - клетка и πλάσμα - выделено, образовано) является основой клетки. В ней находятся и работают большинство клеточных органелл, которые обусловливают жизни клетки. В цитоплазме определенным образом расположены клеточные структуры (мембраны, органеллы, цитоскелет, включение и т.д.).
Органеллы - это постоянные клеточные структуры, которые, выполняя определенные функции, обеспечивающие процессы жизнедеятельности клетки (пищеварение, движение, хранение и передачу наследственной информации, синтез органических соединений, их транспорт и т.д.). Органелл клеток растений, животных и грибов есть ядро, эндоплазматическая сеть, рибосомы, лизосомы, клеточный центр, клеточные мембраны, различные типы вакуолей, жгутики, реснички, псевдоподии (ложные ножки), микротрубочки, микроны-точки (микрофиламенты), митохондрии, пластиды и др . Одни из них покрыты двойной мембраной (ядро, хлоропласты, митохондрии), другие - одной (вакуоли, лизосомы, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи) или вообще не имеют мембранной оболочки (рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты).
Клеточные мембраны - это тонкие пленки (6-10 нм толщиной) липопротеидные природы (комплексные соединения липидов с белками, кроме которых в составе мембран могут быть и гликопротеиды - углеводы, связанные с белками). Клетки покрыты плазматической мембраной, которая входит в состав поверхностного аппарата. Клеточные мембраны окружают большую часть органелл и разделяют цитоплазму с расположенными в ней органеллами на отдельные функциональные участки - компартменты.
Цитоскелет - это система микротрубочек и микрониточок, которая служит опорой клетки и участвует в ее движении.
Включение - это запасные соединения или продукты обмена веществ. Они расположены в цитоплазме в виде капелек липидов или твердых шариков (гранул) крахмала, гликогена и других полисахаридов или белков. Есть включения в виде кристаллов (например, соли щавелевой кислоты в клетках побегов щавеля).

Ядро - это сферическое тело, расположенное почти в центре клетки. Ядро является своеобразным сердцем и мозгом клетки, потому что оно несет генетический материал, который руководит синтезом веществ, необходимых для осуществления функций клетки и организма и для воспроизведения вида. В большинстве клеток есть только одно ядро, но есть клетки, имеющие несколько или много ядер (разделенными мышечные волокна, инфузории, фораминиферы, некоторые водоросли и грибы и т.д.). Каждому типу клеток свойственно постоянное соотношение между объемами ядра и цитоплазмы (ядерно-цитоплазматического соотношения), то есть ядро ​​определенного размера может обеспечивать наследственной информацией соответствующий объем цитоплазмы, благодаря чему осуществляется биосинтез белков. Ядра бывают разные по форме и размерам. Чаще всего ядро ​​имеет шаровидную или эллипсообразную форму, реже - неправильную (наличие отростков, лопастей и т.д., например, у некоторых видов лейкоцитов). Размеры ядра могут варьировать в значительных пределах: от 1 мкм (некоторые простейшие) до 1 мм (яйцеклетки некоторых рыб и земноводных). В таких простых, как инфузории и фораминиферы, есть ядра двух типов: генеративные, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации, и вегетативные, которые регулируют синтез белков.
Ядро состоит из поверхностного аппарата и внутренней среды (ядерного матрикса).

Внутренняя среда ядра -ядерний матрикс - состоит из ядерного сока (кариоплазмы), ядрышек, рибонуклеопротеидних комплексов и нитей хроматина.

Кариоплазма (от греч. Карион-ядро ореха) - внутреннее содержимое ядра, в который погружены ядрышки, хроматин и различные гранулы. По строению и свойствам кариоплазма напоминает цитоплазму. В ней есть белковые фибриллы толщиной 2-3 нм, которые формируют внутренний скелет ядра, соединяющей ядрышки, нити хроматина, ядерные поры и тому подобное.
Ядрышки размещены в кариоплазмы большинстве клеток эукариот. их количество может быть разной-от одного до многих. Это плотные структуры, состоящие из рибонуклеопротеидних фибрилл (комплексов РНК с белками), внутриядрышкового хроматина и гранул - предшественников субъединиц рибосом. Ядрышки формируются на определенных участках отдельных хромосом (вторичных перетяжках). Во время клеточного деления ядрышки исчезают, а в конце этого процесса синтезируются снова.

Благодаря открытиям многих ученых было установлено, что свой эволюционный путь животные клетки и растительные клетки прошли в тесной взаимосвязи с усложнением процессов обмена от неклеточных организмов к многоклеточным, но они также определенные различия.

Теперь вы знаете строение и функции клетки