2. Ядро. Отличия ядерных и безъядерных организмов.

Ядро – генеральный штаб клетки. Здесь сосредоточена большая часть наследственной информации. Ядро отделено от цитоплазмы ядерной мембраной, которая также обладает избирательной проницаемостью. Внутри ядро заполнено ядерным соком, в котором находится хроматин. Хроматин – это комплекс нуклеиновых кислот и белков. Белкам в этом комплексе отводится, на первый взгляд, второстепенная роль, так как наследственная информация сосредоточена, главным образом, в ДНК клеток. Однако, по-видимому, белки играют роль регуляторов активности генов в клетках. Во время деления клетки ДНК упаковывается с помощью белков в хромосомы. В таком виде она передается от материнской клетки к дочерним клеткам. Число хромосом строго видоспецифично, например, у человека их 46, а у плодовой мушки – 8.

В клетках, где активно синтезируются белки, наблюдается еще одно образование – ядрышко. Это образование место активного синтеза РНК.

Наиболее принципиально различаются клетки ядерных или эукариотических организмов с клетками безъядерных или прокариотических организмов. Главные отличия состоят в следующем.

1 Прокариотические клетки не имеют ядра. В цитоплазме имеется ядерная область, где находится кольцевая ДНК.

2. У бактерий и других прокариотических организмов отсутствуют многие органоиды – эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы и другие.

3. Рибосомы у прокариотических организмов меньших размеров и как бы свободно плавают в цитоплазме. Это, как подчеркивалось выше, имеет весьма принципиальное значение при протекании процесса биосинтеза белка.

4. В клетках фотосинтезирующих бактерий нет пластид. Их роль выполняет клеточная мембрана.

5. Клеточная мембрана играет также важную роль и в половом процессе бактерий.

Все эти отличия не позволили безъядерным организмам увеличить размеры клетки. Не создали безъядерные организмы и многоклеточных форм.

Отличия между клетками многоклеточных и одноклеточных ядерных организмов также весьма существенны. Клетка одноклеточного организма по строению сложнее любой отдельно взятой клетки многоклеточного

3. Цитоплазма и органеллы клетки.

Цитоплазма – это часть клетки, лежащая между клеточной и ядерной мембранами. Она состоит из основного вещества, называемого цитозолем или матриксом и органоидов или органелл.

Цитозоль – это активное вещество цитоплазмы, где хранятся многие вещества и протекают многие процессы обмена веществ, в частности, гликолиз.

Среди органоидов следует отметить эндоплазматическую сеть, комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы, рибосомы. Каждый органоид выполняет определенные функции в клетке.

Эндоплазматическая сеть пронизывает всю клетку. Она представляет собой систему мембран и расширений, называемых цистернами. Эта сеть бывает двух типов гладкая и шероховатая. Гладкая эндоплазматическая сеть – это место синтеза жиров и углеводов, а также путь, по которому они транспортируются в разные части клетки. Шероховатая сеть – это место синтеза и транспорта белков. Здесь расположены важные органоиды клетки – рибосомы.

Рибосомы – это органоиды, которые служат местом синтеза белков. Фактически, они представляют собой сложнейший ферментный комплекс. Опыты показали, что рибосома состоит из двух неравных частей, называемых субъединицами – большой и малой. Каждая из этих частей в свою очередь состоит из десятков белков и рибосомной РНК. Именно на рибосомах происходит процесс трансляции.

Комплекс Гольджи, различим во многих клетках даже в световой микроскоп. Он был открыт в конце 19 века. Долгое время его назначение было загадкой. Но теперь известно, что это центр выделения клетки. В частности здесь образуется важнейший компонент слизи – муцин.

Еще одна органелла – лизосома – весьма важна для нормального функционирования клетки. Лизосомы – это мембранные мешочки, которые содержат ферменты, расщепляющие сложные органические вещества. Внутриклеточное пищеварение – вот смысл существования лизосом.

Наконец, следует отметить митохондрии, которые имеются, практически, во всех клетках ядерных организмов, дышащих кислородом. Митохондрии – это центр окислительно-восстановительных клеточных реакций, идущих с участием кислорода. Митохондрии содержат ферменты, обеспечивающие протекание реакций цикла лимонной кислоты и дыхательной цепи. Чем активнее клетка нуждается в энергии, тем больше митохондрий она содержит. В мышечных волокнах этих органоидов может быть более тысячи штук. Результатом работы митохондрий является накопление энергии в виде молекул АТФ. Митохондрии имеются как в животных, так и в растительных клетках, так как растения тоже дышат. Нет их только в клетках бактерий, но там процессы дыхания протекают непосредственно в матриксе цитоплазмы.

Существует гипотеза, согласно которой митохондрии когда-то были самостоятельными организмами, а затем образовали симбиоз с некоторыми клетками, имеющими ядро. Эта гипотеза подтверждается некоторыми особенностями строения митохондрий. Во-первых, митохондрии имеют собственную кольцевую ДНК, которая по строению напоминает ДНК бактерий. Во-вторых, митохондрии имеют собственные рибосомы, имеющие меньшие размеры, чем рибосомы эндоплазматической сети. В-третьих, показано, что в ДНК митохондрий имеются некоторые отклонения от обычного генетического кода. В-четвертых, митохондрии на 70% обеспечивают себя собственными белками.

В матриксе цитоплазмы содержатся также сократительные элементы, которые обеспечивают движение клеток. Особенно ярко они выражены в клетках мышц.

Органоиды движения:

Реснички – многочисленные цитоплазматические выросты на поверхности мембраны. Функции – удаление частичек пыли (реснитчатый эпителий верхних дыхательных путей), передвижение (однокл. организмы).

Жгутики – единичные цитоплазматические выросты на поверхности клетки. Ф-ции: передвижение (сперматозоиды, зооспоры, однокл. организмы)

Псевдоподии (ложные ножки) – амебоидные выступы цитоплазмы. Образуются у животных в разных местах цитоплазмы для захвата пищи, для передвижения.

Миофибрилы – тонкие нити до 1 см длинной и больше. Служат для сокращения мышечных волокон, вдоль которых они расположены.

Все вышеперечисленные детали строения клетки относятся, прежде всего, к клеткам животных. Клетки представителей других царств имеют много общего с той идеализированной моделью клетки, о которой шла речь выше. Однако есть и глубокие различия.