1. Клеточная теория Вирхова.

Клеточная теория - это обобщенные представления о строении клеток как единиц живого, об их размножении и роли в формировании многоклеточных организмов. Появлению и формулированию отдельных положений клеточной теории предшествовал довольно длительный (более трехсот лет) период накопления наблюдений над строением различных одноклеточных и многоклеточных организмов растений и животных. Этот период был связан с усовершенствованием различных оптических методов исследований и расширением их применения. Р. Вирхов (1858) считал, что каждая клетка несет в себе полную характеристику жизни: «Клетка есть последний морфологический элемент всех живых тел, и мы не имеем права искать настоящей жизнедеятельности вне ее».

1. Клетка — наименьшая единица живого. Представление о клетке как о наименьшей самостоятельной живой единице было известно из работ Т.Шванна и др. Р.Вирхов считал, что каждая клетка несет в себе полную характеристику жизни. Согласно одному из современных определений, живые организмы представляют собой открытые, саморегулирующиеся и само­воспроизводящиеся системы, важнейшими функционирующими компонен­тами которых являются белки и нуклеиновые кислоты. Живому свойствен ряд совокупных при­знаков: способность к воспроизведению (репродукции), использо­вание и трансформация энергии, метаболизм, чувстви­тельность, адаптация, изменчивость. Такую совокупность этих признаков впервые можно обнаружить только на клеточном уровне.

2. Сходство клеток разных организмов по строению. Клетки могут иметь самую разнообразную внешнюю форму: шаровидную (лейкоциты), многогранную (клетки железистого эпителия), звездчатую и разветвленно-отростчатую (нервные и костные клетки), веретеновидную (гладкие мышечные клетки, фибробласты), призматическую (кишечный эпителиоцит), уплощенную (эндотелиоцит, мезотелиоцит) и др.

3. Размножение клеток путем деления исходной клетки. Т. Шванн в своих обобщениях подчеркивал одинаковость принципа разви­тия клеток как у животных, так и у растений. Сформулированное позднее Р. Вирховым положение «всякая клетка от клетки» можно считать биологи­ческим законом. Размножение клеток, прокариотических и эукариотичес-ких, происходит только путем деления исходной клетки, которому пред­шествует воспроизведение ее генетического материала (репродукция ДНК). У эукариотических клеток единственно полноценным способом деления является митоз, или непрямое деление. При этом образуется специальный аппарат клеточного деления, клеточное веретено, с помощью которого равномерно и точно по двум дочерним клеткам распределяют хромосомы, до этого удвоившиеся в числе. Митоз наблюдается у всех эукариотических, как растительных, так и животных клеток.

4. Клетки как части целостного организма. Каждое прояв­ление деятельности целого организма, будь то реакция на раздражение или движение, иммунные реакции и многое другое, осуществляется специали­зированными клетками.

2. Строение клетки. Общие принципы.

Клетка — это ограниченная активной мембраной, упорядоченная струк­турированная система биополимеров, образующих ядро и цитоплазму, уча­ствующих в единой совокупности метаболических и энергетических процес­сов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в це­лом.

Кроме клеток, в организме находятся их производные, которые не имеют клеточного строения (симпласт, синцитий, межклеточное вещество).

Содержимое клетки отделено от внешней среды или от соседних кле­ток плазматической мембраной (плазмолеммой). Все эукариотические клетки состоят из двух основных компонентов: ядра и цитоплазмы. В ядре различа­ют хроматин (хромосомы), ядрышки, ядерную оболочку, нуклеоплазму (карио­плазму) и ядерный белковый остов (матрикс). Цитоплазма неоднородна по своему составу и строению и включает в себя гиалоплазму (матрикс), в ко­торой находятся органеллы; каждая из них выполняет обязательную функ­цию. Часть органелл имеет мембранное строение: эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы и митохондрии. Немембран­ные органеллы цитоплазмы представлены рибосомами, клеточным центром, ресничками, жгутиками и цитоскелетом. Кроме того, в гиалоплазме могут встретиться и иные структуры или включения (жировые капли, пигментные гранулы и др.). Такое разделение клетки на отдельные компоненты не озна­чает их структурной и функциональной обособленности. Все эти компонен­ты выполняют отдельные внутриклеточные функции, необходимые для су­ществования клетки как целого, как элементарной живой единицы.

3. Ядро и её функции.

Ядро обеспечивает важнейшие метаболические и генетические функции клетки. Большинство клеток содержит одно ядро, изредка встречаются многоядерные клетки (некоторые грибы, простейшие, водоросли, поперечно-полосатые мышечные волокна и др.). Лишенная ядра клетка быстро погибает. Однако некоторые клетки в зрелом (дифференцированном) состоянии утрачивают ядро. Такие клетки либо живут недолго и заменяются новыми (например, эритроциты), либо поддерживают свою жизнедеятельность за счет притока метаболитов из тесно примыкающих к ним клеток – "кормилец" (например, клетки флоэмы у растений). По форме ядро может быть шаровидным, овальным, лопастным, линзовидным и т.д. Размер, форма и структура ядер изменяются в зависимости от функционального состояния клеток, быстро реагируя на изменение внешних условий. Ядро обычно перемещается по клетке пассивно с током окружающей его цитоплазмы, но иногда оно способно самостоятельно передвигаться, совершая движения амебоидного типа.

Ядро – самая крупная органелла клетки, ее важнейший регулирующий центр. Как правило, клетка имеет одно ядро, но существуют клетки двухядерные и многоядерные. В некоторых организмах могут встречаться клетки, лишенные ядер. К таким безъядерным клеткам относятся, например, эритроциты млекопитающих, тромбоциты, клетки ситовидных трубок растений и некоторые другие типы клеток. Обычно безъядерными бывают высокоспециализированные клетки, утратившие ядра на ранних стадиях развития.

Форма ядра обычно округлая или овальная. Снаружи ядро окружено двойной мембраной (ядерной оболочной или кариолеммой), в которой имеются ядерные поры; через эти поры осуществляется связь ядра с цитоплазмой. Так, например, поступают в ядро из цитоплазмы нуклеотиды, белки и выходят из ядра в цитоплазму молекулы РНК, рибосомные субъединицы. Ядерные поры не просто пропускают различные вещества из ядра в цитоплазму и обратно, но и регулируют это движение.

Наружная мембрана ядра связана с цитоплазматическим ретикулумом.

Внутреннее содержание ядра – кариоплазма (или нуклеоплазма, или ядерный сок). В нем находятся такие структуры, как хромосомы, ядрышки (одно или несколько), а также нуклеотиды, белки, соли, ионы и т.д.

Ядрышко – структура, составленная из расположенных рядом участков нескольких различных хромосом. Эти участки представляют собой большие петли ДНК, содержащие гены рибосомальной РНК (рРНК). Такие петли называются ядрышковым организатором.

Ядрышко является центром образования рибосом, т.к. здесь осуществляется синтез рРНК и соединение этих молекул с белками, т.е. происходит формирование субъединиц рибосом, которые затем поступают в цитоплазму, где и завершается сборка рибосом.

Функции ядра:

• регулирует и контролирует все обменные процессы, протекающие в клетке;

• содержит хромосомы, является хранителем генетической информации;

• участвует в реализации генетической информации (т.е. в синтезе белков), именно в ядре проходит транскрипция – первый этап синтеза полипептида;

• его деление лежит в основе деления клеток.

Расположенные в кариоплазме хромосомы являются носителями генетической информации.