Вопрос 2. Какие организмы относятся к прока­риотам?

Вопрос 3- Опишите строение бактериальной клетки.

К прокариотам относятся бактерии (ар- хебактерии, настоящие бактерии и окси- фотобактерии).

Строение бактериальной клетки значи­тельно проще организации клетки эука- риоти ческой.

Большинство бактерий имеют клеточ­ную стенку из муреина (кроме микоплазм), под которой лежит плазма­тическая мембрана. Особые выросты плазмолеммы бактерий — мезосомы пред­ставляют собой примитивные органеллы, участвующие в процессах клеточного ды­хания. У фотосинтезирующих бактерий в складках и выпячиваниях плазматиче­ской мембраны находятся фотосинтетиче­ские пигменты, на которых идут процес­сы фотосинтеза. Бактериальпая клетка лишена эндоплазматической сети, рибосо­мы свободно лежат в цитоплазме. Генети­ческий материал, представлепный коль­цевидной молекулой ДНК, также свобод­но расположен в цитоплазме.

Но своей форме бактериальные клетки могут быть шаровидными (кокки), вытя­нутыми (палочки или бациллы) и извиты­ми (спириллы).

Вопрос 4 Как размножаются бактерии?

Бактериальные клетки размножаются делением надвое. После удвоения кольце­вой хромосомы и удлинения клетки по­степенно образуется поперечпая перетяж­ка. Затем дочерние клетки расходятся или остаются связанными в характерные группы — цепочки, пакеты. Иногда раз­множению у бактерий предшествует поло­вой процесс — конъюгация, сущность ко­торого заключается в образовании новых комбинаций генов в бактериальной хро­мосоме. В ходе конъюгации бактерия- донор отдает часть своего генетическо­го материала бактерии-реципиенту. По­сле этого клетка-донор погибает, а клет­ка-реципиент с обновленной наследствен­ной информацией делится надвое.

Вопрос 5. В чем сущность и биологический смысл процесса спорообразования у бактерий?

В неблагоприятных условиях среды многие прокариоты образуют споры. Спо­рообразование выражается в выделении небольшого участка цитоплазмы, содер­жащего кольцевидную хромосому, и ок­ружении его толстой многослойной капсу­лой. Обменные процессы внутри споры практически прекращается, спора обиз- вествляется. В сухом состоянии споры мо­гут сохранять жизнеспособность сотни и тысячи лет. Попадая в благоприятные ус­ловия, спора «прорастает» и дает начало полноценной активной прокариотичес- кой клетке.

§26. Эукариотическая клетка. Цитоплазма

Вопрос 1. Что такое цитоплазма?

Вопрос 2. Какие органоиды клетки находятся в цитоплазме?

Цитоплазма. — одна из составных частей клетки. Она представляет собой внеядерную часть протоплазмы клеток живых организмов и является рабочим аппаратом клетки, в котором протекают основные метаболические процессы. В ней сосредоточены общие и специальные орга­ноиды, включения.

Органоидами называют постоянно при­сутствующие в цитоплазме, специализи­рованные для выполнения определенных функций структуры. По структуре выде­ляют мембранные и нем ем бранные орга­ноиды клетки.

Мембранные органоиды клетки

1. Эидоплазматическая сеть —

система внутренних мембран цитоплаз­мы, образующих крупные полости — цис­терны и многочисленные канальцы; зани­мает центральное положение в клетке во­круг ядра, составляя до 50% ее объема. Каналы эндоплазматической сети (ЭПС) связывают все органоиды цитоплазмы и открываются в мелсмембранное простран­ство ядерной оболочки. Таким образом, ЭПС представляет собой внутриклеточ­ную циркуляционную систему.

Различают два вида мембран эндоплаз- матической сети — гладкую и грануляр­ную (шероховатую). Однако необходимо понимать, что все они являются частью одной, непрерывной эндоплазматической сети. На гранулярных мембранах располо­жены рибосомы, «здесь идет синтез белка. На гладких мембранах ЭПС упорядоченно расположены ферментные системы, уча­ствующие в синтезе жиров и углеводов.

2. Аппарат Гольджи — система цис­терн, канальцев и пузырьков, образован­ных гладкими мембранами. Эта структу­ра расположена на периферии клетки по отношению к ЭПС. На мембранах аппара­та Гольджи упорядочепно расположены ферментные системы, участвующие в об­разовании более сложных органических соединений из белков, жиров и углеводов, синтезированных на мембранах ЭПС* Здесь происходит сборка мембран, образо­вание лизосом. Мембраны аппарата Гольд­жи обеспечивают накопление, концентра­цию и упаковку секрета, выделяемого из клетки.

3. Лизосомы — мембранные органо­иды, содержащие до 40 протеолитических ферментов, способных расщеплять орга­нические молекулы. Лизосомы участву­ют в процессах внутриклеточного пище­варения и запрограммированной гибели клетки (апоптоза).

4. Митохондрии — энергетические станции клетки. Двухмембраппые органо­иды, имеющие гладкую наружную и внут­реннюю мембрану, образующую кристы — гребни. На внутренней поверхности внут­ренней мембраны упорядочение располо­жены ферментные системы, участвую­щие в синтезе АТФ. В митохондриях на­ходится кольцевидная молекула ДНК, сходная по строению с хромосомой прока­риот. Имеется много мелких рибосом, на которых идет частично независимый от ядра синтез белков. Однако генов, заклю­ченных в кольцевидной молекуле ДНК недостаточно для обеспечения всех аспек­тов жизнедеятельности митохондрий, и они являются полуавтопомпьтми структура­ми цитоплазмы. Увеличение их числа происходит за счет деления, чему пред­шествует удвоение кольцевой молекулы ДНК.

5. Пластиды — органоиды, характер­ные для растительных клеток.

Среди пластид различают лейкоплас­ты — бесцветные пластиды, хромоплас­ты., имеющие красно-оранжевую окра­ску, и хлоропласты — зеленые пласти­ды. Все они имеют единый план строения и образованы двумя мембранами: наруж­ной — гладкой и внутренней, образующей перегородки — тилакоиды стромы (осно­вы). На тилакоидах стромы расположены граны, состоящие из уплощенных мемб­ранных пузырьков тилакоидов граны, уложенных один на другой по типу монет­ных столбиков. Внутри тилакоидов граны находится хлорофилл. Световая фаза фо­тосинтеза проходит именно в тилакоидах гран, а темновая в тилакоидах стромы. В пластидах имеется кольцевидная моле­кула ДНК, сходная по строению с хро­мосомой прокариот, и много мелких рибо­сом, на которых идет частично независи­мый от ядра синтез белков. Пластиды мо­гут переходить из одного вида в другой (хлоропласты в хромопласты и лейкоп­ласты), они являются полуавтономными органоидами клетки. Увеличение числа пластид идет за счет их деления надвое и почкования, которым предшествует редупликация кольцевидной молекулы ДНК.

Немембранные органоиды клетки

1. Рибосомы, округлые тельца, об­разованные из двух субъединиц, состоя­щие на 50% из РНК и 50% из белков. Субъединицы образуются в ядре, в зоне ядрышка, а в цитоплазме в присутствии ионов Са²⁴~ объединяются в целостные структуры. В цитоплазме расположены на мембранах эндоплазматической сети (гра­нулярная ЭПС) или свободно. В актив­ном центре рибосом происходит процесс трансляции (подбор антикодонов тРНК к кодоиам иРНК). Рибосомы, перемеща­ясь по молекуле иРНК с одного конца на другой, последовательно делают доступ­ными кодопы иРНК для контакта с ан- тикодонами тРНК. Так последовательно считывается уникальная наследственная информация, и образуется полипептид с заданной последовательностью аминокис­лот.

2. Центриоли (клеточный центр) пред­ставляют собой цилиндрические тельца, стенкой которых являются 9 триад белко­вых микротрубочек. В клеточном центре центриоли расположены под прямым уг­лом друг к другу. Они способны к само­воспроизведению по принципу самосбор­ки. Самосборка — образование при помо­щи ферментов структур, подобных суще­ствующим. Центриоли принимают участие в образовании нитей веретена деления. Обеспечивают процесс расхождения хро­мосом во время деления клеток.

3. Жгутики и реснички — органо­иды движения клетки; они имеют единый план строения — наружная часть жгути­ка обращена в окружающую среду и по­крыта участком ц итоплазматической мем­браны. Она представляет собой цилиндр: его стенкой являются 9 пар белковых мик­ротрубочек, а в центре расположены 2 осе­вые микротрубочки. В основании жгути­ка, находящегося в эктоплазме — ци­топлазме, лежащей непосредственно под клеточной мембраной, к каждой паре ми крот ру бочек добавляется егце одна ко­роткая микротрубочка. В результате обра­зуется базальное тельце, состоящее из 9 триад микротрубочек. Базальпая мемб­рана по форме сходна с центриолыо.

4. Цитпоскелет представлен системой белковых волокон и микротрубочек. Обес­печивает поддержание и изменение фор­мы тела клетки, образование псевдопо­дий. Отвечает за амебоидное движение, образует внутренний каркас клетки, обес­печивает передвижение клеточных струк­тур по цитоплазме.