26. Особливості будови рослинної та тваринної клітин

Техніка мікроскопіювання робить великий внесок у вивчення клітини. Однак для виявлення функцій окремих органел потрібні інші методи дослідження. Як правило, для визначення функції тієї або іншої органели потрібно спочатку відокремити їх від інших клітинних компонентів. Для цього клітини руйнують (гомогенізують), а одержану суміш піддають центифугуванню. Що більша кількість обертів ультрацентрифуги (центрифуги з високою швидкістю), то дрібніші частинки можуть осісти. Використовують методику диференціального центрифугування, коли на кожному етапі відокремлюють все дрібніші частинки.

Ультраструктура рослинної клітини

Тонка структура клітини, яка виявляється за допомогою електронної мікроскопії, має наву ультраструктура. На рис. 39 представлено ультраструктуру узагальненої рослинної клітини.

Клітинна стінка – жорстка складається з целюлозних мікрофібріл, занурених у матрикс (рис. 40), до складу якого входять інші полісахариди. Забезпечує механічну опору і захист. Завдяки їй виникає тургорний тиск, який сприяє посиленню опорної функції. Попереджує осмотичний розрив клітини. Клітинною стінкою відбувається пересування води і мінеральних солей. Різні модифікації, наприклад просочування лігніном, забезпечують виконання спеціалізованих функцій.

Серединна пластинка - тонкий шар пектинових речовин (пектатів кальцію і магнію). Скріплює сусідні клітини між собою.

Плазмодесма – тонка цитоплазматична нитка, що звязує цито­плазму сусідніх клітин через тонку пору в клітинній стінці (рис. 41). Пора вистелена плазматичною мембраною. Крізь пору проходить десмотубула, часто зєднана на обох кінцях з ЕР. Поєднує протопласти сусідніх клітин у єдину нерозривну систему – симпласт, якою здійснюється транспорт речовин між цими клітинами.

Хлоропласт – велика хлорофіловмісна пластида, у якій проходить фотосинтез. Хлоропласт оточений оболонкою з подвійної мембрани і заповнений драглистою стромою (рис. 42). У стромі знаходиться система мембран, зібраних у стопи чи грани. У ній же може відкладатися крохмаль. Крім того, строма містить рибосоми, кільцеву молекулу ДНК і капельки олії. У цій органелі відбувається фотосинтез, тобто синтез цукрів із СО₂ і води за рахунок світлової енергії, що уловлюється хлорофілом. Світлова енергія перетворюється на хімічну

Велика центральна вакуоль – мішок, утворений одинарною мембраною, що називається тонопластом. У вакуолі міститься клітинний сік – концентрований розчин різних речовин, таких як мінеральні солі, цукри, пігменти, органічні кислоти і ферменти. У зрілих клітин вакуолі бувають великі. У вакуолі зберігаються різні речовини, в тому числі й кінцеві продукти обміну. Від вмісту вакуолі значною мірою залежать осмотичні властивості клітини. Іноді вакуоль виконує функцію лізосом.

Ультраструктура тваринної клітини

Плазматична мембрана – тришарова структура («сандвіч») – один світлий шар між двома темними. Вибірково проникний бар'єр, що регулює обмін між клітиною і середовищем.

Ядро – найбільша органела, оточена оболонкою з двох мембран, пронизаною ядерними порами (рис. 44). Містить у такій формі розкручені хромосоми, що перебувають у інтерфазі. Містить також структуру, яка має назву ядерце. Хромосоми містять ДНК – речовину спадковості. ДНК складається з генів, що регулюють усі види клітинної активності. Поділ ядра лежить в основі розмноження клітин, а отже, процесу відтворення. У ядерці утворюються рибосоми.

Ендоплазматичний ретикулум – система сплощених мембранних мішечків (цистерн) у вигляді трубочок і пластинок (рис. 45). Утворює єдине ціле з зовнішньою мембраною ядерної оболонки. Якщо поверхня ендоплазматичного ретикулуму вкрита рибосомами, то він називається гранулярним (шорсткуватим). По цистернах такого ендоплазматичного ретикулуму транспортується білок, синтезований на рибосомах. Агранулярний (гладкий) ендоплазматичний ретикулум (без рибосом) служить місцем синтезу ліпідів, стероїдів та вуглеводів.

Рибосоми – дуже дрібні органели, що складаються з двох субодиниць – великої та малої. Містять білок і РНК приблизно в рівних частках. Рибосоми, що виявляються в митохондріях (а також у хлоропластах – у рослин), ще дрібніші. Рибосоми - місце синтезу білка. Вони зв'язані з ендоплазматичним ретикулумом або вільно лежать у цитоплазмі. Багато рибосом можуть утворити полісому (полірибосому), у якій вони нанизані на єдину нитку матричної РНК.

Мітохондрії оточені оболонкою з двох мембран; внутрішня мембрана утворює складки (кристи) (рис. 46). Містить матрикс, у якому міститься невелика кількість рибосом, одна кільцева молекула ДНК і фосфатні гранули. При аеробному диханні в кристах відбуваються окисне фосфорилювання і перенос електронів, а в матриксі працюють ферменти, що беруть участь у циклі Кребса

Апарат Гольджі – стопа сплющених мембранних мішечків – цистерн (рис. 47). На одному кінці стопи мішечки безупинно утворюються, а з іншого - відшнуровуються у вигляді бульбашок. Виконує функції системи, у якій відбувається модифікація (процесінг) і транспорт різних клітинних матеріалів, наприклад білків, що надходять з ендоплазматичного ретикулуму. У бульбашках Гольджі матеріали транспортуються в інші частини клітини або до плазматичної мембрани для секреції. В апараті Гольджі утворюються лізосоми.

Лізосома – простий сферичний мембранний мішечок (мембрана одинарна), заповнений травними (гідролітичними) ферментами. Вміст здається гомогенним. Лізосоми виконують багато функцій, завжди пов'язаних з розпадом будь-яких структур або молекул. В них руйнуються старі органели і перетравлюються бактерії, захоплені фагоцитозом.

Мікротільця – органели не зовсім правильної сферичної форми, оточена одинарною мембраною. Вміст має зернисту структуру, але іноді в ньому трапляється кристалоїд чи скупчення ниток. Усі мікротільця містять каталазу – фермент, який каталізує розщеплення пероксиду водню. Усі вони пов'язані з окисними реакціями. У рослин у мікротільцях проходить гліоксилатний цикл.