Клетка – основная форма организации живой материи. Основные структурные компоненты эукариотической клетки: наружная мембрана, цитоплазма, ядро, органоиды, включения
Существует 2 гипотезы появления эукариотических клеток: 1) инвагинационная (впячивание) – в предковой клетке прокариот появляется впячивание мембраны и образуются первичные органоиды; она объясняет появление двух мембранных структур (ядро, пластиды, митохондрии). 2) симбиотическая – клеткой-хозяином был прокариот анаэроб, который способен к амебовидному движению. Переход к анаэробному дыханию связан с проникновением аэробапрокариота в клетку-хозяина и существования в виде митохондрий. У растений появляются хлоропласты, где симбионтами послужили сине-зеленые водоросли. Основной довод в пользе этой гипотезы, в том, что митохондрии и хлоропласты им собственную ДНК. Генетический материал ядра мог образоваться из ДНК симбионтов прокариот, т.о. за 1 млрд л эволюции эукариот, появилось все многообразие живых организмов от простейших до человека.
Клетка эукариота включает 3 составные части: 1) поверхностный аппарат – включает 3 части: а) надмембранный компонент – не живой продукт жизнедеятельности клетки, отличается у разных царств (хитин, целлюлоза, гликокалекс); б) подмембранный – (кортикальный) включает фибриллярные структуры, микротрубочки микрофиламенты, которые способствуют поддержанию формы клетки. Функции: осуществляет передачу информации глубинным структурам клетки; способствует изменению конфигурации плазмолеммы. в) плазмолемма (ЦПМ) – способна к самозамыканию; пластичность, избирательная проницаемость. Функции: опорная, рецепторная, регуляторная, стабилизирующая, транспортная. Имеет 3 слоя: 2 белковых расположенных рыхло снаружи, 1 – внутри липиднобималекулярный.
2) цитоплазма состоит из: гиалоплазмы, органоидов, включений. Гиалоплазма – основное вещество цитоплазмы, заполняющее пространство между клеточными органеллами, внутренняя среда обеспечивает связь всех органоидов. 90% - вода, 10% - белки, аминокислоты, нуклеотиды, ионы и др. в-ва. Содержит множество белковых нитей – филоментов (пронизывают цитоплазму, образуя цитоскелет). Органоиды – постоянные компоненты клетки, расположенные в цитоплазме, имеют определенную структуру и выполняют определенные функции. По назначению делят на: общие (во всех клетках) и специальные (присуще небольшим группам клеток). По строению на: мембранные (рибосомы, микротрубочки, микрофиломенты) и немембраные (ЭПС, КГ, лизосомы). Включения – непостоянные компоненты, продукты жизнедеятельности клетки, неживые, не выполняющие активных функций, синтезируются в клетке, используются в процессе обмена.
3) ядро – наиважнейший компонент всех эукариотических клеток (кроме эритроцитов), иногда встречаются многоядерные. Оно необходимо для жизни клетки, основное свойство: большие компенсаторные способности и возможности. Функции: хранение и реализация генетической информации, центр управления обменом веществ, регулирует активность клетки.
Клетка – это отграниченная активной мембраной упорядоченная структурированная система биополимеров, участвующих в единой совокупности метаболических и энергетических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом. Клетка – это структурно-функциональная и генетическая единица всего живого.
ü Все клетки являются микроскопическими объектами.
ü Имеют единый принцип структурной организации.
ü Все клетки имеют одинаковый молекулярный состав.
ü Все клетки разделены мембраной на отсеки.
ü Многие клетки специализированы на выполнение определённой функции.
ü Специализация и активность клетки зависит от специфики состава и упорядоченности макромолекул.
ü Каждая клетка многоклеточного организма содержит всю информацию необходимую для создания организма (в основе принцип клонирования).
ü Все клетки имеют принципиально одинаковый, молекулярный механизм записи наследственной информации.
ü Любой клетке выживания необходимо получать энергию и трансформировать её; избирательно получать и удалять вещества; хранить и использовать генетическую информацию; поддерживать специальный гомеостаз и распознавать сигналы внутренней и внешней среды и реагировать на них.
ü Форма, размер и структура зависит от функции клеток. Размеры не связаны с величиной организма.
Основными структурными компонентами эукариотической клетки являются: биомембрана, цитоплазма, ядро, органоиды и включения.
Биомембрана - это сложная высоко упорядоченная молекулярная система ответственная за жизнедеятельность клетки. Множество заболеваний человека связано с нарушением строения и функции мембраны. Плазматическая мембрана — плотная ультрамикроскопическая пленка (толщина 7—10 нм), состоящая из нескольких слоев. Центральный слой представлен двумя рядами липидов, в которые на разную глубину с наружной и внутренней стороны погружены многочисленные и разнообразные молекулы белка. Белки двух видов: интегральные; периферические. Если белки расположены группами и связаны между собой, они образуют кластеры, и они выполняют общую функцию.
Липиды представлены тремя группами: фосфолипиды; гликолипиды; холестерин.
Функции наружной мембраны:
• Пограничная;
• Формирование гидрофобной зоны;
• Транспортная;
• Рецепторная;
• Образование межклеточных контактов;
Цитоплазма – составляет основную массу клетки. При рассматривании живой клетки в световом микроскопе цитоплазма представляется гомогенной, бесцветной, прозрачной жидкостью. В цитоплазма различают: матрикс или гиалоплазма; органоиды или органеллы; включения - это временные образования (трофические, секреторные, экскреторные, пигментные, неспецифические).
Ядро — важнейшая составная часть клетки. Это органоид, где хранится и воспроизводится наследственная информация. Кроме того, ядро является центром управления обменом веществ клетки, контролирующим деятельность всех других органоидов. Поэтому с удалением ядра клетка прекращает свои функции и гибнет. Ядро состоит из:
· ядерной мембраны – состоит из наружной и внутренней мембран, между ними находится перинуклеарное пространство;
· ядерного сока или кариоплазмы – содержит ферменты, необходимые для синтеза нуклеиновых кислот и рибосом.
· Ядрышки – не постоянные структуры; они исчезают в начале деления клетки и вновь появляются к концу его. Образование их связано с некоторыми из хромосом, имеющими участок, называемый ядрышковым организатором.
· Хроматина.
У хроматина может быть два состояния:
· деспирализованная в интерфазу;
· спирализованная, неактивный хроматин, он формирует хромосомы.
Химический состав: 50% ДНК, 40% гистоновые белки, 10% негистоновые белки или кислые.
Органоиды – это постоянные дифференцированные участки цитоплазмы, имеющие определённую функцию и строение. Различают органоиды общего значения и специальные. Специальные органоиды характерны для клеток, выполняющих определённые функции. К органоидам общего назначения относятся: ЭПР, лизосомы, митохондрии, пластинчатый комплекс, клеточный центр, микротрубочки, пластиды (подробное строение органоидов в учебнике А.А. Слюсарева, стр. 22-26).