Эукариотические клетки

Тема: Клетка и ее строение

1. Клетка – основная структурная, функциональная и генетическая единица организации живого.

Клетка – основная структурная, функциональная и генетическая единица организации живого, элементарная живая система. Клетка может существовать как отдельный организм (бактерии, простейшие, низшие грибы или одноклеточные водоросли) или в составе тканей многоклеточных организмов.

РИС! В первой половине XIX века ботаником Матиасом Шлейденом, физиологом Теодором Шванном и патологом Рудольфом Вирховым были сформулированы основы клеточной теории (1838-58 гг.).

РИС! Современную клеточную теорию составляют следующие положения:

1. Все живые организмы состоят из клеток; клетка – единица строения, функционирования, размножения и индивидуального развития живых организмов; вне клетки нет жизни.

2. Клетки всех организмов сходны по строению и химическому составу.

3. Клетки образуются из ранее существовавших материнских клеток путем деления.

4. Клеточное строение всех ныне живущих организмов – свидетельство единства их происхождения.

Клетка – это возникшая в результате эволюции открытая биологическая система, ограниченная полупроницаемой мембраной, состоящая из ядра и цитоплазмы, способная к саморегуляции и самовоспроизведению. Клетки разнообразны по форме, строению и функциям. РИС! Размеры их варьируют от 0,5 микрометров (например, клетки крови – малые лимфоциты) до 200 микрометров (например, яйцеклетка человека) и даже 22 см (яйцеклетка сельдевой акулы – самая большая клетка).

На Земле существуют две группы организмов. Первая представлена вирусами и фагами, не имеющими клеточного строения. Организмы второй, более многочисленной группы, имеют клеточное строение. В последней группе выделяют два типа организации клеток: прокариотический (бактерии и сине-зеленые водоросли) и эукариотический (все остальные организмы).

2. Прокариотические клетки. РИС!Их генетический аппарат составляет ДНК, представленная единственной хромосомой в виде кольца. ДНК находится в цитоплазме и не отграничена от нее оболочкой. Этот аналог ядра называется нуклеоидом или генофором.

Прокариотические клетки защищены снаружи клеточной оболочкой из гликопептида муреина. Внутренняя часть клетки представлена плазматической мембраной, выпячивания которой в цитоплазму образуют мезосомы, участвующие в процессах деления, и являющиеся местом прикрепления ДНК. В цитоплазме органелл мало, но много мелких рибосом. Многие прокариоты имеют жгутики для передвижения.

Дыхание у бактерий осуществляется в мезосомах, у сине-зеленых водорослей – в цитоплазматических мембранах.

РИС! Размножаются прокариоты путем разделения клетки перетяжкой на равные части (бинарное деление) или путем почкования, т. е. образования дочерней клетки меньшего размера, чем материнская клетка. Некоторые простейшие размножаются путем множественного равномерного деления – шизогонии. Размножение происходит очень быстро. Например, кишечная палочка каждые 20 минут удваивает свою численность.

Эукариотические клетки.

К ним относятся представители царств растений, грибов и животных.

Эукариотические клетки крупнее прокариотических и состоят из трёх компонентов: поверхностного аппарата, цитоплазмы и ядра.

Поверхностный аппарат клетки. РИС!Основная его часть – плазматическая мембрана (плазмалемма). В состав мембран входит бимолекулярный слой липидов, в который включены молекулы белков. Молекулы липидов в мембране имеют 2 полюса. Один конец молекулы обладает гидрофильными свойствами, его называют полярным. Другой полюс гидрофобный - неполярный. В мембране молекулы липидов двух слоев обращены друг к другу неполярными концами, а их полярные полюса остаются снаружи, образуя гидрофильные поверхности. Кроме липидов, в состав плазмалеммы входят белки. Большинство белков мембраны являются ферментами (ускоряют передачу некоторых неорганических веществ с одной стороны мембраны на другую).

Функции плазмалеммы:

1. Транспорт веществ.

Плазмалемма играет роль механического барьера. Через нее транспортируются вещества внутрь клетки и наружу. Мембрана полупроницаема, что означает, что не все молекулы могут через нее проходить. Молекулы проходят через нее с разной скоростью – чем больше размер молекул, тем меньше скорость прохождения их через мембрану.

Транспорт веществ может быть

- пассивным (диффузия),

- активным (с помощью белков-переносчиков),

- облегченным (по ионным каналам, при этом переносятся только определенные ионы),

- в форме РИС!эндоцитоза: фагоцитоз (захват и поглощение клеткой крупных частиц, иногда других клеток) и пиноцитоз (захват клеткой жидких коллоидных частиц),

- в форме экзоцитоза РИС.ТОТ ЖЕ! – процесс, обратный эндоцитозу – пузырьки с отработанными продуктами присоединяются к плазмалемме и сливаются с ней мембраной, а их содержимое выходит наружу.

2. Рецепторная функция – на плазмалемме есть специальные структуры, связанные со специфическим узнаванием каких-либо веществ - рецепторы. В животной клетке РИС! на внешней поверхности плазмалеммы белковые и липидные молекулы связаны с углеводными цепями, образуя гликокаликс. Углеводные цепи выполняют роль рецепторов. Благодаря им клетка способна реагировать на воздействия извне. Под плазмалеммой имеются кортикальный слой и фибриллярные структуры, обеспечивающие механическую устойчивость мембраны. У растительных клеток РИС!кнаружи от мембраны расположена клеточная стенка из полисахаридов (целлюлозы). Плазматическая мембрана у растений состоит из первичной, вторичной и третичной оболочек и срединной пластинки между ними. У растений плазмалемма выполняет защитную функцию, образуя прочный каркас.

Цитоплазма – РИС! внутреннее содержимое клетки, состоящее из основного вещества (гиалоплазмы), органелл и включений.

Гиалоплазма заполняет пространство между клеточными органеллами. Является сложной коллоидной системой. Существует в двух состояниях: золеобразном (жидком) и гелеобразном. При этом отдельные зоны гиалоплазмы могут менять свое агрегатное состояние в зависимости от условий или функций клетки. Гиалоплазма содержит примерно 90% воды, а также белки, аминокислоты, нуклеотиды, жирные кислоты, ионы неорганических соединений, другие вещества. Функции:

1) объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их химическое взаимодействие друг с другом,

2) является местом отложения запасных продуктов (гликоген, жировые капли, крахмал),

3) обеспечивает осмотические свойства клетки.