5.2. Клітинний рівень організації живої природи

5.2.1. Особливості будови клітин прокаріотів та еукаріотів, рослинних і тваринних клітин

Клітина є структурною і функціональною одиницею всіх живих організмів, а також одиницею їхнього розвитку. Клітини прокаріотів характеризуються простою будовою: вони не мають ядра і багатьох органел (мітохондрій, пластид, ендоплазматичної сітки, комплексу Гольджі, лізосом, клітинного центру) (рис. 4). У цитоплазмі прокаріотів містяться рибосоми та різноманітні включення. Але розміри рибосом дрібніші, ніж в еукаріотів. До складу поверхневого апарату клітин прокаріотів входять плазматична мембрана, клітинна стінка, іноді слизова капсула. Плазматична мембрана може утворювати гладенькі або складчасті впинання в цитоплазму. На складчастих мембранних впинаннях можуть розташовуватися ферменти, рибосоми, а на гладеньких – фотосинтезуючі пігменти. У клітинах деяких бактерій (наприклад, пурпурних) фотосинтезуючі пігменти можуть міститись у кулястих замкнених с труктурах, утворених випинаннями плазматичної мембрани. Їх називають хроматофорами. Замість ядра у клітинах прокаріотів є одна чи кілька ядерних зон зі спадковим матеріалом. Але, на відміну від ядра еукаріотів, ядерні зони прокаріотів мембранами від цитоплазми не відокремлені. Спадковий матеріал прокаріотів представлений кільцевою молекулою ДНК, прикріпленою в певному місці до внутрішньої поверхні плазматичної м

Рис.4. Схема будови прокаріотичної клітини:

1). плазматична мембрана; 2). клітинна стінка; 3). Гено-фор, нуклеоїд; 4). рибосоми; 5). мезосома; 6). пластинчасті тилакоїди; 7). хроматофори 8). Канальце-подібні вип’ячування; 9. з’єднання вакуолей з цито-плазматично мембраною; 10). вакуолі; 11). поліфосфатні гранули

ембрани. Клітини деяких бактерій мають органели руху – один, декілька або багато джгутиків. Більшість прокаріотів – одноклітинні організми, серед них є і колоніальні форми. Скупчення клітин прокаріотів можуть мати вигляд ниток, грон тощо. Іноді вони оточені спільною слизовою оболонкою – капсулою. При цьому контакти між сусідніми клітинами, що мають вигляд мікроскопічних канальців, заповнених цитоплазмою, відомі лише для деяких колоніальних ціанобактерій.

Еукаріоти – організми, клітини яких мають ядро, оточене ядерною мембраною. До надцарства Еукаріоти належать царства Рослини, Гриби, Тварини. Еукаріоти – це одноклітинні та багатоклітинні організми.

Внутрішній вміст клітини оточує поверхневий апарат. До його складу входять плазматична мембрана, надмембранні та підмембранні структури. Поверхневий апарат клітини захищає внутрішній вміст від несприятливих впливів довкілля, забезпечує обмін речовин між клітиною і навколишнім середовищем.

М

Рис.5.Будова тваринної клітини:

1). ядро; 2). ядерце; 3). ядерна мембрана; 4). цитоплазма; 5). апарат Гольджі; 6). Міто-

хонрії; 7). лізосома; 8). ендоплазматична

сітка; 9). рибосоми; 10). клітинна мембрана.

ембрани складаються з ліпідів, білків і вуглеводів. Ліпіди становлять приблизно 40% сухої маси мембран. Вони розташовані у два шари. Основним функціональним компонентом біологічних мембран є білки, здатні виявляти свою активність лише в комплексі з ліпідами. Сьогодні загальноприйнятною вважають рідинно–мозаїчну модель будови біологічних мембран. Функції плазматичної мембрани: захищає внутрішнє середовище клітини, дифузія, пасивний та активний транспорт, ендоцитоз (фагоцитоз і піноцитоз) та екзоцитоз, мембранні білки – антитіла — здійснюють захисну функцію, вбудовані сигнальні білки здійснюють

міжклітинні контакти. Цитоплазма – це внутрішнє середовище клітини, розташоване між плазматичною мембраною і ядром. Вона становить собою колоїдний розчин органічних і мінеральних сполук, характеризується відносною сталістю будови, хімічного складу та фізичних властивостей. Основа цитоплазми (її матрикс) – це гіалоплазма – безбарвна колоїдна система клітини. До її складу входять розчинні білки, РНК, полісахариди, ліпіди і певним чином розташовані клітинні структури: мембрани, органели, включення. Система білкових утворів мікротрубочок і мікрониток утворює внутрішньоклітинний скелет, або цитоскелет, який виконує у клітині опорну функцію. Крім того, ці утвори беруть участь у зміні форми клітин та їхньому русі, забезпечують певне розташування ферментів, які зумовлюють перебіг біохімічних процесів. Органели – постійні клітинні структури. Кожна з органел виконує певні функції, забезпечуючи ті чи інші процеси життєдіяльності клітини (живлення, рух, зберігання й передачу спадкової інформації тощо). Одні з них обмежені однією (вакуолі, комплекс Гольджі, ендоплазматична сітка, лізосоми) чи двома (хлоропласти, мітохондрії, ядро) мембранами або ж узагалі не мають мембран

( клітинний центр, рибосоми, мікротрубочки, мікронитки). Особливості будови тієї чи іншої органели тісно пов’язані з виконуваними нею функціями: пластиди – фотосинтез; мітохондрії – енергетичні станції клітини, синтез АТФ; комплекс Гольджі – запас та переміщення речовин, синтез мембрани лізосоми; ендоплазматична сітка – переміщення речовин, синтез білків, жирів, вуглеводів; лізосоми – травні органоїди клітини; клітинний центр –

Рис.6.Будова рослинної клітини:

1). плазмодезми; 2). серединна пластинка;

3). клітинні стінки сусідніх клітин; 4). вільні

рибосоми; 5). шорсткий ендоплазматичний ре-

тикулум; 6). рибосоми; 7). грани; 8). мітохондрії; 9). апарат Гольджі; 10). клітинний сік; 11).хло-

роласти; 12). тонопласт; 13). пухирець Гольджі;

14). апарат Гольджі; 15).мікрофіламенти;

16). мікротрубочки; 17). цитоплазма; 18).плазма-

тична мембрана; 19).ядро; 20).клітинна стінка).

утворення веретена поділу й рівномірний розподіл хромосом при поділі клітини; вакуолі – запас речовин; рибосоми – біосинтез білків та ін.

На відміну від органел, включення — непостійні структури, тобто можуть з’являтись у процесі життєдіяльності клітини, зникати і знову утворюватись. Це здебільшого запасні сполуки чи кінцеві продукти обміну речовин у вигляді краплин (жири), зерен (крохмаль, глікоген), кристалів (солі) тощо.

Ядро – носій спадкової інформації клітини, хромосоми є в усіх без винятку ядрах.

Основними компонентами ядра є: 1) ядерна оболонка подвійна; 2) ядерний сік – каріоплазма; 3) одне або два звичайно округлих ядерця; 4) хромосоми;

Основну масу сухої речовини ядра становлять білки (70 – 96 %) і нуклеїнові кислоти, крім того , в ядрі містяться ліпіди та всі інші речовини, характерні для цитоплазми клітин. Білки ядра належать до двох типів: 1)гістони, або протаміни (основні білки); 2) кислі, або негістонні білки.

Нуклеїнові кислоти – ДНК і РНК: у ядрі вся ДНК зв’язана з хромосомами. Більша частина РНК локалізована в ядерці, але вона також є і у хроматині, і в каріоплазмі.

Ядерце – постійна частина типового інтерфазного ядра. Функція ядерця полягає в утворенні або складанні рибосом, якими забезпечується цитоплазма).