9. Загальні уявлення про будову клітин прокаріотів та еукаріотів
Цитологія – наука про клітину.
Методи цитологічних досліджень: світлова мікроскопія, електронна мікроскопія, растрова (скануюча) електронна мікроскопія, метод мічених атомів, зафарбовування окремих органел клітини, фіксація препаратів та приготування зрізів, центрифугування та приготуваня мікропрепаратів.
Клітини одноклітинних організмів: виконують всі функції, характерні для живих організмів: живлення, розмноження, виділення, ріст і розвиток, обмін речовин, складаються з органел, що забезпечують виконання цих функцій.
Клітини багатоклітинних організмів: виконують специфічні, характерні для них функції (нервові – утворюють та проводять нервові імпульси, м’язові – скорочуються, клітини залозистого епітелію – утворюють і виділяють секрети чи гормони). Ці клітини окрім основних мають ще і спеціальні органели, специфічну будову, форму.
Клітинна теорія: сформульована у 1839 р. Т. Шваном і М. Шлейденом:
1) клітина – елементарна структурна одиниця живих організмів;
2) клітини різних організмів гомологічні за своєю будовою;
3) розмноження клітин відбувається поділом;
4) у багатоклітинних організмів різні типи клітин утворюються завдяки їхній спеціалізації протягом індивідуального розвитку особини і походять від однієї клітини – зиготи, спори тощо;
5
Будова тваринної клітини
) багатоклітинні організми – це
складні ансамблі клітин, об’єднаних у
цілісні інтегровані системи тканин і
органів.
Будова тваринної клітини
Будова
клітини бактерії
Будова клітини бактерії
Будова рослинної клітини
Загальні уявлення про клітини прокаріот, еукаріот та особливості будови вірусів:
Клітинна форма життя |
Неклітинна форма життя |
|
Прокаріоти |
Еукаріоти |
Віруси |
Ядра не мають, кільцева ДНК розміщена в цитоплазмі, органел мало (бактерії, ціанобактерії) |
Мають ядро з хромосомними. В цитоплазмі багато органел (рослини, тварини, гриби) |
Внутрішньоклітинні паразити, комплекси білків та нуклеїнової кислоти ДНК або РНК |
Поверхневий апарат клітини:
Складові частини |
Особливості будови |
Функції |
1.Плазматична мембрана |
Утворена ліпідами, фосфоліпідами, білками, глікопротеїдами. Білкові молекули розташовані не суцільним шаром на поверхні ліпідного каркасу (рідинно-мо-заїчна модель будови мембрани) |
Бар’єрна, транспортна, фагоцитоз, піноцитоз, захисна, сигнальна, фер-ментативна
|
2.Клітинна оболонка |
Знаходиться над плазматичною мембраною у рослин – скла-даються з целюлози, пектинів, геміцелюлози; у грибів в складі оболонки є хітин; у бактерій – з мурену, фосфоліпідів, є додатковий слизовий шар, утворений полісахаридами. У тварин (гліко-калікс) – утворений білками і полісахаридами |
Захисна, опорна, твердість, пружність, з’єд-нання клітин |
|
|
Підмембранні компоненти:
Складові частини |
Особливості будови |
Функції |
Цитоплазма |
Складається з гіалоплазми рідкого компоненту, білків, ліпідів, нуклеїнових кислот, солей |
Об’єднує складові частини (компартменти) клітини, гліколіз, синтез білка з участю рибосом |
Цитоскелет |
Утворений мікрониточками (актин, міозин), мікротрубочками (тубулін), проміжними філаментами (цитокератини), що утворюють єдину систему |
Забезпечує локалізацію структур, форму клітини, транспорт компонентів, опору, формування веретена поділу |
Клітинний центр (центросома) (0,1–0,3 мкм.) |
Складається з 1-2 цен-тріолей оточених цент-росферою. Центріоля – це циліндр, що складається з мікротрубочок. |
Утворює мікротрубочки для внутрішньоклітинного транспорту (веретено поділу) |
Рибосоми (15-20 нм) |
Тільця округлої форми утворені нуклеопротеїдами, має дві нерівні субодиниці: мала, для приєднання і-РНК і т-РНК, велика для синтезу поліпептидного ланцюга |
Матричний синтез білка |
Включення |
Тимчасові вуглеводні і білкові (зерна) та жирові (краплі) |
Запасні речовини |
Одномембранні органели (вакуолярна система клітин):
Складові частини |
Особливості будови |
Функції |
Ендоплазматчна сітка діаметр 25-30 нм |
Система канальців та їх розширень, буває двох типів в залежності від будови: 1) гладенька, 2) гранулярна (на ній розміщені рибосоми) |
Синтез білків, ліпідів, вуглеводів, розщеплення токсинів, дозрівання і накопичення білків |
Апарат Гольджі (20-2000 нм) |
Система міхурців та канальців розміщених біля ядра |
Накопичення, дозрівання речовин, виведення речовин, синтез речовин (полісахариди), утворення лізосом |
Лізосоми (1мкм) |
Округлі тільця, утворюються в міхурцях комплексу Гольджі, містять ферменти |
Руйнування речовин, органел, клітин |
Вакуолі (у рослин) |
У рослин – мішечки, оточені мембраною та заповнені рідиною. У тварин – скоротливі, травні, фагоцитарні |
Накопичення речовин, підтримання тургору, виведення продуктів життєдіяльності |
Двомембранні органели:
Складові частини |
Особливості будови |
Функції |
Мітохондрії: діаметр 0,1–1 мкм, довжина до 7 мкм і біль-ше |
Паличковидні, округлі, нитковидні, зовнішня мембрана – гладенька, внутрішня мембрана – має багато виростів (крист), які збільшують поверхню та містять АТФ-соми, у напіврідкому матриксі містяться ДНК та РНК |
Відбуваються окисно-відновні процеси, виділяється енергія, що нагромаджується в АТФ, синтезуються власні білки, РНК, ДНК
|
Пластиди (у рослин) 3-10 мкм. Види: хло-ропласти, лейкопласти, хромопласти |
Паличковидні, пластинчасті, у вигляді лусок і зерен. Зовнішня мембрана – гладенька, внутрішня мембрана – утво-рює ламели та тилакоїди. Тилакоїди зібрані по 50 і більше та роз-міщені між ламелами називаються гранами. На поверхні гран знаходиться хлорофіл. В стромі (внутрішній вміст) пластидів є ДНК, РНК, включення, АТФ, ферменти. Пластиди здатні до розмноження. |
Забезпечують фотосинтез – перетворення світлової енергії в енергію хімічних зв’язків та утворення органічних речовин
|
Ядро: а) поверхневий апарат (ядерна оболонка);
б) ядерний матрикс
|
Обов’язкова органела всіх еукаріотичних клітин, відповідає за збере-ження, реалізацію та передачу спадкової інформації. Поверхневий апарат утворений двома мембранами (зовнішньою та внутрішньою) між якими є простір, але у деяких місцях зовнішня мембрана сполучається з внутрішньою навколо особливих от-ворів – ядерних пор. До внутрішньої мембрани зсередини прилягає білкова ядерна пластинка, що служить для прикріплення хромосом та є опорним елементом ядра. Ядерний матрикс заповнений каріоплазмою (за-повнює простір між структурами ядра, містить ядерця, РНК, ДНК, білки, нуклеотиди, амінокислоти), містить хроматин (хромосоми у деконденсованиму стані, що складаються з ДНК, низькомолекулярних білків – гістонів, невеликої кількості кислих білків, і-РНК), містить ядерця (рибонуклеопротеїдні комплекси округлої форми, сильно ущільнені, не обмежені мембраною ділянки клітинного ядра, містять ДНК та РНК). |
Носій спадкової інформації
Обмеження ядра, зв’язок з цитоплазмою
Містить ядерні елементи, у матриксі відбува-ються біохімічні реакції, відбувається утворення хромосом
|
Поняття про автономію мітохондрій та пластид. Наявність у мітохондріях та пластидах власних ДНК, т-РНК, і-РНК, та рибосом наштовхує на думку про автономію цих органел у клітині. ДНК та рибосоми мітохондрій та пластид за будовою схожі до ДНК та рибосом прокаріотичних клітин: ДНК замкнена у кільце, рибосоми менші за розмірами в порівнянні з рибосомами еукаріот. Спробу пояснити ці факти робить ендосимбіотична гіпотеза, за якою мітохондрії та пластиди – це нащадки прокаріотичних клітин, які перейшли до життя всередині інших клітин.
Будова хромосом. Хромосоми – носії спадкової інформації; структурні елементи ядра клітини, що містять ДНК, яка є носієм спадкової інформації організму. Будову хромосом найкраще спостерігати під час мітозу на стадії метафази.
До складу хромосоми входять:
хроматиди – дві поздовжні функціональні одиниці хромосоми (нитки ДНК);
первинна перетяжка – поділяє хромосому на два плеча;
нуклеосома: ядерні білки утворюють нуклеосоми, які ніби нанизані на нитку ДНК, 8-10 нуклеосом з’єднуються у глобули, між якими знаходяться відрізки ДНК; глобули забезпечують компактність розміщення ДНК у хромосомі;
центромера – пластинчастий утвір у вигляді диска, до якого приєднуються нитки веретена поділу;
вторинна перетяжка – зона ядерцевого організатора; ділянка, де розташовані гени, що відповідають за утворення ядерець.
Каріотип – сукупність хромосом соматичної клітини, типова для даної систематичної групи організмів. У каріотипі розрізняють аутосоми (усі хромосоми, крім статевих), статеві хромосоми (гетеро хромосоми).
Набір хромосом у клітині буває:
гаплоїдний – поодинокі, непарні хромосоми (у статевих клітин – гамет);
диплоїдний – парні хромосоми (у соматичних клітин);
поліплоїдний – кратне галоїдному набору збільшення кількості хромосом (наприклад, клітини ендосперму в покритонасінних);
анеуплоїдний – некратне галоїдному набору збільшення кількості хромосом (наприклад, моносомія, коли після мітотичного поділу від одної з пар хромосом залишається лише одна хромосома; трисомія, коли після мітотичного поділу замість двох залишається три хромосоми).