8. Субмикроскопическое строение живой и растительной клетки. Клетка как открытия биологическая система. Строение и функции органоидов клетки.

Клетка как открытая система. Характерные для всех живых систем потоки веществ, энергии и информации связаны прежде всего с обменом веществ, который представляет собой единство ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция – процесс «уподобления» веществ, поступающих в клетку, специфическим веществам, характерным для данной клетки.

Ассимиляция – эндотермический процесс, т.е. процесс, требующий затраты энергии. Источником ее является ранее синтезированные вещества, находящиеся в клетке. Они подвергаются распаду в процессе диссимиляции.

Диссимиляция представляет собой экзотермический процесс, т.е. процесс освобождения энергии за счет распада веществ клетки. Вещества, образующиеся при диссимиляции, также подвергается дальнейшим преобразованиям.

Новейшими исследованиями, проведенными с использованием метода меченых атомов, установлено, что синтез веществ в клетках происходит за счет метаболического фонда, который включает: 1) продукты переваренной пищи, 2) продукты диссимиляции, образующиеся в клетках. Поток веществ в клетке поддерживает более или менее стабильный химический состав ее протоплазмы, включающий в себя неорганические и органические соединения. В пищеварительном тракте пища переводится в смесь низкомолекулярных органических веществ: аминокислот, нуклеотидов, углеводов – неспецифичных для всей живой природы. В таком виде они и поступают в клетку. Здесь из метаболического фонда благодаря потоку информации, заложенному в нуклеиновых кислотах, воспроизводятся и поддерживаются специфические структуры. Но воспроизведение структур требует затраты энергии.

 — открытая система, поскольку ее существование возможно только в условиях постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой. Жизнедеятельность клетки обеспечивается процессами, образующими три потока: информации, энергии веществ.

Благодаря наличию потока информации клетка приобретает структуру, отвечающую критериям живого, поддерживает ее во времени, передает в ряду поколений. В этом потоке участвуют ядро, макро молекулы, переносящие информацию в цитоплазму (мРНК), цитоплазматический аппарат транскрипции (рибосомы и полисомы, тРНК, ферменты активации аминокислот). Позже полипептиды, синтезированные на полисомах, приобретают третичную и четвертичную структуру, и используется в качестве катализаторов или структурных белков. Также функционируют геномы митохондрий, а в зеленых растениях — и хлоропластов.

Поток энергии обеспечивается механизмами энергообеспечения — брожением, фото — или хемосинтезом, дыханием.Дыхательный обмен включает реакции расщепления низкокалорийного органического «топлива» в виде глюкозы, жирных кислот, аминокислот, использование выделяемой энергии для образования высококалорийного клеточного «топлива» в виде аденозинтрифосфата (АТФ). Энергия АТФ в разнообразных процессах преобразуется в тот или иной вид работы — химическую (синтезы), осмотическую (поддержание перепадов концентрации веществ), электрическую, механическую, регуляторную. Анаэробный гликолиз — процесс бескилородного расщепления глюкозы. Фотосинтез — механизм преобразования энергии солнечного света в энергию химических связей органических веществ.