2.3. Структура клетки

Улучшение техники микроскопирования, разработка методов окраски клеток, появление люминесцентных и электронных микроскопов дало возможность подробнее изучить строение и структурные элементы клеток микроорганизмов. В общих чертах строение клеток животных, растений и микроорганизмов одинаково (табл. 2).

От внешней среды клетку отделяет оболочка 2, под которой находится цитоплазматическая мембрана 3. Цитоплазма содержит органоиды — ядро 1, митохондрии, лизосомы 4, рибосомы и т.д. (рис. 4). На рисунке показана растущая клеточная перегородка 5.

Клеточная стенка дрожжей, например, составляет примерно 15% массы клетки, ее толщина достигает 400 нм. В состав кле­точной стенки входят белково-полисахаридные комплексы и липиды. Примерно 70% сухой массы клеточной стенки дрожжей составляют полисахариды маннан и глюкан. Именно полисаха­риды играют большую роль в сохранении ее механической проч­ности.

Химический состав клеточной стенки микроорганизмов раз­личных групп неодинаков. Он изменяется и в зависимости от ус­ловий культивирования. Механически и химически клеточная стенка является очень прочным образованием. Она сохраняет форму клетки и поддерживает нужное осмотическое давление в ней, а также принимает участие в транспорте веществ. В отли­чие от цитоплазматической мембраны клеточная стенка прони­цаема для солей и других низкомолекулярных соединений.

Цитоплазматическая мембрана отделяет протоплазму от кле­точной стенки. Она рассматривается как главный определитель осмотического давления, транспорта веществ и проницаемости в клетке. Поверхность цитоплазматической мембраны складчатая, ее толщина 8 нм.

Внутренняя поверхность цитоплазматической мембраны гра­ничит с цитоплазмой, которая представляет собой коллоидный раствор углеводов, аминокислот, ферментов, минеральных и дру­гих веществ в воде. Вязкость цитоплазмы в 800 раз выше вязко­сти воды. При старении клеток вязкость цитоплазмы увеличи­вается, в ней появляются мелкие гранулы и вакуоли. В цито­плазме находятся важнейшие клеточные органоиды — ядро, митохондрии, рибосомы, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи и др. В них протекают все ферментативные процессы жизни.

Эндоплазматическая сеть представляет собой мембранное об­разование, которое в виде мелких канальцев или пузырьков локализуется в любом месте цитоплазмы. Обычно она связана с цитоплазматической мембраной и нуклеолеммой. Эндоплазма­тическая сеть содержит около 50% липидов. Своей обширной мембранной поверхностью это образование в клеточной цито­плазме как бы изолирует и локализует различные ферментные системы, которые катализируют синтез липидов, углеводов и других веществ.

Этот структурный элемент, надо полагать, частично органи­зует и направляет транспорт веществ в клетках. На эндоплазматической сети расположены рибосомы.

Комплекс Гольджи — мембранное образование, которое мор­фологически связано и с эндоплазматической сетью, и с нуклео­леммой. Он участвует в выводе вредных веществ из клетки, обе­спечивает транспорт веществ между другими структурными элементами и участвует в образовании новых структурных эле­ментов, например мезосом. В них локализуются ферменты, ка­тализирующие разрушение биополимеров.

Митохондрии — сравнительно большие, несколько изогнутые палочковидные структуры, длина которых достигает 1500 нм, а диаметр — 500 нм.

Доказано, что митохондрии являются автономными структу­рами в клетке, которые размножаются самостоятельно, реплицируя митохондриальную ДНК и продуцируя свои специфиче­ские белковые вещества.

В митохондриях протекают реакции, которые дают энергию и исходные веще­ства для клеточного роста и синтеза органических веществ. Форма и строение митохондрий у различных микроорганиз­мов неодинаковы.

Рибосомы находятся в цитоплазме клеток. Обычно они шаровидны, их размер составляет всего 15—35 нм. В рибосомах происходит синтез белка. В состав входят рибонуклеопротеиды, т. е. РНК и белковый комплекс. Молекулярная масса рибосом составляет около 10⁶.

Ядро – в клетках эукариотов ядра имеют различную форму и размеры. Бактерии принадлежат к группе прокариотных микроорганизмов, у которых ядро не выражено, но имеется его аналог – нуклеотид или даже диффузное распределение ядерного вещества в протоплазме.

Главная составная часть ядра – ДНК, в которой закодирована информация о биосинтетических признаках клетки. ДНК составляет 1-2% сухой биомассы клеток. В ядре находятся также белки и РНК.

Задание:

1. Выписать таблицу 2

2. Рассмотреть в оптическом микроскопе фиксированные препараты животной и растительной клетки.

3. Пользуясь цветным альбомом (рис. 5-8) выписать определение основных видов микроорганизмов, отличительные признаки, зарисовать клетки бактерий и вирусов.

4. Пользуясь цветным альбомом (рис. 9-10) выписать основные различия между животной и растительной клеткой, зарисовать клетки.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные органеллы клеток микроорганизмов

2. Какие функции они выполняют?