Вопрос 1

Клетка, ее роль в организме. Основные части клетки и их роль в ее жизнедеятельности.

Клетка  –  это наименьшая структурная и функциональная еди­ница живого. Клетка активно реагирует на раздражения, выполняет функции роста и размножения; способна к са­мовоспроизведению и передаче ге­нетической информации потомкам; к регенерации и приспособлению к ок­ружающей среде.

В организме взрослого человека различают около 200 типов клеток, которые отличаются формой, строе­нием, химическим составом и харак­тером обмена веществ. Несмотря на большое разнообразие, каждая клет­ка любого органа представляет собой целостную живую систему. Она сос­тоит из трех неразрывно связанных между собой частей: цитоплазмы, яд­ра и цитолеммы (рис. 2).

Цитоплазма состоит из полупро­зрачной гиалоплазмы (от лат. hyalinos  –  прозрачный)  –  основного вещества цитоплазмы и находящихся в ней органелл и включений.

Гиалоплазма  представляет собой сложную коллоидную систему, которая  заполняет  пространство между клеточными органеллами. В гиалоплазме содержатся вода (90%), белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, полисахариды, нуклеотиды, соли, ферменты и другие соедине­ния. Гиалоплазма объединяет раз­личные структуры клетки и обеспе­чивает их взаимодействие.

Органеллы  –  это структуры клетки, выполняющие определенные жизненно важные функции. Различа­ют органеллы общего значения и спе­циальные, мембранные и немембран­ные. Органеллы общего значения присутствуют во всех клетках, а ор­ганеллы  специального  значения встречаются в специализированных клетках.

Мембранные органеллы – это замкнутые одиночные или свя­занные друг с другом участки ци­топлазмы, отделенные от гиалоплаз­мы мембранами. К мембранным органеллам относят эндоплазматическую сеть, комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы, пероксисомы.

Эндоплазматическая сеть образо­вана группами вакуолей или трубо­чек, совокупность которых напоминает сеть.

Р ис. 2. Схема строения клетки:  1  –  цитолемма (плазматическая мембрана), 2  –  пиноцитозные пузырьки, 3  –  центросома (клеточный центр), 4 – гиалоплазма, 5 – эндоплазматическая сеть (а – мембраны эндоплазматической сети, б – рибосомы), 6 – ядро, 7 – связь перинуклеарного про­странства с полостями эндоплазматической сети, 8  –  ядерные поры, 9  –  ядрышко, 10 –  внутриклеточный сетчатый аппарат (комплекс Гольджи), 11  –  секторные вакуоли, 12  –  митохондрии, 13  –  лизосомы, 14  –  три последовательные стадии фагоцитоза, 15  –  связь клеточной оболочки с мембранами эндоплазматической сети.

 

Она неоднородна по строению. Известны два типа эндо­плазматической сети  –  зернистая и незернистая. У зернистой сети на мембранах трубочек располагается множество мелких округлых телец  –  рибосом. Мембраны незернистой эн­доплазматической сети не имеют рибосом на своей поверхности. Основ­ная функция зернистой эндоплаз­матической сети  –  участие в синтезе белка. На мембранах незернистой эндоплазматической сети происходит синтез липидов и полисахаридов.

Комплекс Гольджи (внутренний сетчатый аппарат) обычно располо­жен около клеточного ядра. Состоит он из уплощенных цистерн, окружен­ных мембраной. Рядом с группами цистерн находится множество мелких пузырьков. Комплекс Гольджи участ­вует в накоплении продуктов, синте­зированных в эндоплазматической сети, и выведении образовавшихся веществ за пределы клетки. Кроме того, комплекс Гольджи обеспечива­ет формирование лизосом и пероксисом.

Лизосомы представляют собой мембранные мешочки, наполненные активными химическими веществами (ферментами), расщепляющими бел­ки, углеводы, жиры и нуклеиновые кислоты.

Пероксисомы  –  это небольшие, овальной формы тельца, содержащие ферменты, разрушающие пероксид водорода (Н202), который токсичен для клетки.

Эндоплазматическая сеть, аппа­рат Гольджи, лизосомы и пероксисомы образуют единую, ограничен­ную мембранами вакуолярную систе­му клетки, участвующую в синтезе и транспорте различных важных для жизнедеятельности клетки веществ.

Митохондрии (от греч. mitos  –  нить, chondrion  –  зерно, гранула) называют «энергетическими станция­ми клетки». Это палочковидные, ни­тевидные или шаровидные органеллы диаметром около 0,5 мкм, длиной от 1 до 10 мкм. Митохондрии хо­рошо видны в световой микроскоп. В отличие от других органелл они ограничены не одной, а двумя мемб­ранами. Наружная мембрана имеет ровные контуры и отделяет митохонд-рию от гиалоплазмы. Внутренняя мембрана ограничивает содержимое митохондрии и образует многочис­ленные складки,  выпячивания  –  гребни (кристы). Основная функция митохондрии  –  образование   АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты)  –  важного для функций клеток энер­гетического материала. Окисление органических веществ и образование небольших количеств АТФ происхо­дит в отсутствие кислорода (ана­эробное окисление, гликолиз). На этом этапе подготавливается «топ­ливо» для митохондрии. Синтез ос­новной массы АТФ осуществляется с потреблением кислорода и проис­ходит на мембранах митохондрии.

К немембранным органеллам относят опорный аппарат клетки, клеточный центр, микрофиламенты, микротрубочки, рибосомы.

Опорный аппарат, или цитоскелет, обеспечивает клетке способность сохранять определенную форму, а также осуществлять направленные движения. Цитоскелет представлен белковыми нитями (актиновыми филаментами), которые пронизывают всю цитоплазму клетки, заполняя пространство между ядром и цитолеммой. Активные филаменты, рас­полагаясь в мышечных волокнах и клетках, обеспечивают их сокраще­ние.

Микрофиламенты лежат непо­средственно под цитолеммой и участ­вуют в движениях клетки.

Микротрубочки представляют со­бой полые цилиндры, состоящие из белка тубулина. Они являются ос­новными структурами ресничек и жгутиков, обеспечивают их под­вижность.

Клеточный центр (цитоцентр) со­стоит из центриолей и окружающего их плотного вещества  –  центросфе­ры. Располагается клеточный центр возле ядра клетки. Центриоли  –  это полые цилиндры, стенки которых со­стоят из 9 триплетов  –  тройных мик­ротрубочек. Обычно в нёделящейся клетке присутствуют две центриоли: материнская и дочерняя, которые располагаются под углом друг к дру­гу. При подготовке клетки к делению происходит удвоение центриолей, так что в клетке перед делением образу­ются четыре центриоли.Центросфе­ра  –  это особая зона вокруг цент­риолей, состоящая из микротрубочек. радиально отходящих от центросфе­ры. Центриоли и центросфера участ­вуют в формировании в делящихся клетках веретена деления и распола­гаются на его полюсах.

Рибосомы представляют собой гранулы 15 – 35 нм в диаметре. В их состав входят белки и молекулы РНК (примерно в равных весовых отно­шениях). Располагаются рибосомы в цитоплазме свободно или фиксиро­ваны на мембранах зернистой эндоплазматической сети. Рибосомы участвуют в сборке молекул белка, в объединении аминокислот в цепи в строгом соответствии с генетической информацией, заключенной в ДНК.

Включения  цитоплазмы являются необязательными компо­нентами клетки. Они возникают и исчезают в зависимости от ее функ­ционального состояния. Основное место локализации включений  –  ци­топлазма. В ней они накапливаются в виде капель, гранул, кристаллов. Различают включения трофические (питательные), секреторные и пиг­ментные.

К трофическим включениям от­носят гранулы гликогена в клетках печени, белковые гранулы в яйце­клетках, капли жира в жировых клет­ках и т. д. Секреторные включения образуются в клетках железистого эпителия в виде секреторных гранул. Примером пигментных включений служит гемоглобин в эритроцитах крови и меланин  –  в клетках радуж­ки глаза.