что находится внутри клетки человека
Научная электронная библиотека
§ 3.1.4. Строение клетки
Размеры клетки широко варьируют от 0,1 мкм (некоторые бактерии) до 155 мм (яйцо страуса). У всех клеток, независимо от их формы, размеров, функциональной нагрузки обнаруживается сходное строение (рис. 3.13).
Рис. 3.13. Схема строения живой клетки: 1 – оболочка; 2 – мембрана; 3 – цитоплазма; 4 – ядро; 4а – ядрышко; 5 – рибосомы; 6 – эндоплазматическая сеть (ЭПС); 7 – митохондрии; 8 – комплекс гольджи; 9 – лизосомы; 10 – пластиды; 11 – клеточные включения
Снаружи клетка одета мембраной. Внутренняя часть клетки содержит многочисленные органоиды – структурные образования клетки, выполняющие определенные функции жизнедеятельности клетки.
1. Оболочка. Присутствует только у растительных клеток. Состоит из волокон целлюлозы. Функции оболочки: защита клетки от внешних повреждений, придает стабильную форму клетки, эластичность растительным тканям.
Повреждение наружной оболочки приводит к гибели клетки (цитолиз).
2. Мембрана. Тончайшая структура (75 Ǻ), состоит из двойного слоя молекул липидов и одного слоя белков. Такая структура обеспечивает уникальную эластичность и прочность мембране
участие в обмене веществ. Эта функция связана с избирательной проницаемостью в клетку определенных веществ и выведение из нее продуктов обмена. В процессе питания в клетку могут проникать определенные растворы веществ (пиноцитоз) и твердые частицы (фагоцитоз).
Явление фагоцитоза – поглощение клеткой твердых частиц – впервые было описано русским врачом Мечниковым. Фагоцитарная особенность лежит в основе процесса иммунитета. Особенно развита у лейкоцитов, клеток костного мозга, лимфатических узлов, селезенки, надпочечников и гипофиза.
Пиноцитоз – поглощение клеткой растворов – состоит в том, что мельчайшие пузырьки жидкости втягиваются через образующуюся воронку, проникают через мембрану и усваиваются клеткой.
3. Цитоплазма – внутренняя среда клетки. Представляет собой гелеобразную жидкость (коллоидная система), состоит на 80 % из воды, в которой растворены белки, липиды, углеводы, неорганические вещества. Цитоплазма живой клетки находится в постоянном движении (циклоз).
транспортировка питательных веществ и утилизация продуктов обмена клетки;
буферность цитоплазмы (постоянство физико-химических свойств) обеспечивает гомеостаз клетки, поддерживает постоянные нужные параметры жизнедеятельности;
поддержание тургора (упругость) клетки;
все биохимические реакции происходят только в водных растворах, что обеспечивается в среде цитоплазмы.
4. Ядро – обязательный органоид эукариотических клеток. Впервые было исследовано и описано Р. Броуном в 1831 г. В молодых клетках расположено в центре клетки, в старых – смещается в сторону. Снаружи ядро окружено мембраной с крупными порами, способными пропускать крупные макромолекулы. Внутри ядро заполнено клеточным соком – кариоплазмой, основная часть ядра заполнена хроматином – ядерным веществом, содержащим ДНК и белок. Перед делением хроматин образует палочковидные хромосомы. Причём, хромосомы одинакового строения (но содержащие разные ДНК!) образуют пары, зрительно воспринимаемые как одно целое (рис. 3.14).
Рис. 3.14. Хромосомный набор человеческой клетки перед началом деления
Структурирование всех хромосом в пары свидетельствует о том, что число хромосом – чётное. Поэтому, его часто обозначают 2n, где n – количество хромосомных пар, а соответствующий набор хромосом называют диплоидным. Например, у голубей n = 40 (80 хромосом), у мухи n = 6 (12 хромосом), у собаки n = 39 (78 хромосом), у аскариды n = 1 (2 хромосомы). У человека n = 23 (46 хромосом). Однако, в половых клетках число хромосом в два раза меньше. Поэтому набор хромосом в половых клетках называется гаплоидным. Клетки, не являющиеся половыми называются соматическими. Иногда клетки с гаплоидным набором хромосом называют гаплоидными клетками, а с диплоидным набором хромосом – диплоидными клетками.
При слиянии двух родительских гаплоидных половых клеток образуется диплоидная клетка, дающая начало новому организму с набором генов отца и матери
Совокупность всех хромосом ядра (а значит и генов) клетки называется генотип. Именно генотип определяет все внешние и внутренние признаки конкретного организма.
В соматических клетках 44 Х-образные хромосомы (22 пары) у женщин и мужчин идентичны (сходны по строению), их называют аутосомами. А 23-я пара имеет конфигурацию ХХ – у женщин и ХY – у мужчин. Эти пары хромосом именуются половыми хромосомами.
В половых клетках 22 хромосомы также одинаковые у яйцеклеток и у сперматозоидов, а 23-я хромосома конфигурации Х – у яйцеклетки и Х или Y – у сперматозоидов. Поэтому при слиянии половых клеток и образовании пар хромосом, 23-я пара будет ( <ХY>или <ХХ>) определять пол будущего ребенка.
Необходимо помнить, что хотя в соматических клетках набор хромосом диплоидный (2n), однако, перед началом деления клеток происходит репликация ДНК, то есть, удвоение их количества, а, значит, и удвоение
количества хромосом. Поэтому перед началом деления соматической клетки в ней насчитывается 4n хромосом (рис. 16). Она становится тетраплоидной.
– хранение генетической информации;
– контроль за всеми процессами, происходящими в клетке: делением, дыханием, питанием и др.
4а. Ядрышко – структура, содержащаяся в ядре. Ядро может содержат 1, 2 или более ядрышек. Функция ядрышка – формирование рибосом.
Следует отметить, что не все клетки имеют оформленное ядро. Клетки, имеющие ядро называются эукариотическими или эукариотами. Клетки, не имеющие ядра, называются прокариотическими или прокариотами. Функции ядра у прокариот несёт одна нить ДНК (именуется хромосома), в которой хранится вся генетическая информация. К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Как правило, у прокариотов отсутствуют и некоторые другие органоиды. Размеры прокариотических клеток меньше, чем размеры эукариот.
5. Рибосомы – самые мелкие органоиды клетки. Были обнаружены в 1954 г. Французским ученым Паладом. Рибосомы были обнаружены в цитоплазме, а также на гранулярной ЭПС и в ядре.
Функция рибосом: обеспечение биосинтеза белка.
6. Эндоплазматическая сеть. Представляет собой каналы и полости, ограниченные мембраной. Различают две разновидности ЭПС: гранулярная ЭПС и агранулярная ЭПС. Гранулярная ЭПС морфологически отличается от агранулярной наличием на ее поверхности многочисленных рибосом (на агранулярной ЭПС рибосомы отсутствуют).
Функции эндоплазматической сети:
– участие в синтезе органических веществ: на гранулярной ЭПС синтезируются белки, на агранулярной – липиды и углеводы;
– транспортировка продуктов синтеза ко всем частям клетки.
Несложно уяснить, что гранулярная ЭПС характерна для клеток, синтезирующих белки (например клетки желез внутренней секреции), агранулярная ЭПС характерна для клеток-производителей углеводов и липидов (например клетки жировой ткани).
7. Митохондрии – крупные органоиды, состоящие из двойного слоя мембран: наружная – гладкая, внутренняя образует многочисленные гребнеобразные складки – кристы. Внутри митохондрии заполнены жидкостью (матрикс).
Функции митохондрий: основная функция митохондрий – обеспечение клетки энергией. Этот процесс происходит за счет синтеза аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) (рис. 3.15), в которой фрагмент
Рис. 3.15. Структурная формула аденозинфосфорных кислот. Для аденозинтрифосфорной кислоты n = 3, для аденозиндифосфорной кислоты n = 2, для аденозинмонофосфорной кислоты n = 1
При взаимодействии молекулы аденозинтрифосфорной кислоты с водой отщепляется один остаток фосфорной кислоты, в результате чего образуется аденозиндифосфорная кислота – АДФ и выделяется огромное количество энергии:
АТФ + Н2О = АДФ + Н3РО4 + 10 000 калорий.
Впоследствии от АДФ может отщепляться еще один остаток фосфорной кислоты, образуя АМФ – аденозинмонофосфорную кислоту.
АДФ + Н2О = АМФ + Н3РО4 + 10 000 калорий[37].
Освободившаяся энергия используется для жизнедеятельности клетки (КПД процесса превышает 80 %!).
Наряду с распадом АТФ и выделением энергии в клетке постоянно происходит синтез АТФ и накопление энергии (обратные реакции).
Количество митохондрий в клетке зависит от потребности последней в энергии. Так, в клетках кожи человека находится в среднем 5–6 митохондрий, в клетках мышц – до 1000, в клетках печени – до 2500!
8. Комплекс Гольджи. Итальянский ученый Гольджи обнаружил и описал структуру клетки, напоминающую стопки мембран, цистерны, пузырьки и трубочки. Расположена эта система чаще всего возле ядра.
Функции комплекса Гольджи: в полостях комплекса накапливаются всевозможные продукты обмена клетки, которые по каким-либо причинам не вывелись наружу. В последствии эти продукты могут быть использованы клеткой для процессов жизнедеятельности. Из пузырьков и цистерночек комплекса Гольджи в растительных клетках образуются вакуоли, заполненные клеточным соком.
9. Лизосомы – мелкие органоиды. Представляют собой пузырьки, окруженные мембраной. Внутри лизосомы заполнены пищеварительными ферментами (обнаружено 12 ферментов), которые расщепляют и переваривают крупные макромолекулы (белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты).
Функции лизосом: растворение и переваривание макромолекул. Лизосомы участвуют в фагоцитозе. Понятно, что основная функция по перевариванию поступающих в клетку частиц принадлежит лизосомам.
10. Пластиды. Эти органоиды характерны только для растительных клеток. Форма напоминает двояковыпуклую линзу. Структура пластид напоминает таковую у митохондрий: двойной слой мембраны. Наружная – гладкая, внутренняя образует складки, называемые тилакоидами. На тилакоидах происходит основной жизненно важный для всех зеленых растений процесс – фотосинтез:
Пластиды бывают трех типов:
1) Хлоропласты – зеленые пластиды. Их цвет обусловлен наличием хлорофилла. Хлорофилл – основное вещество хлоропластов (имеет зеленый цвет). Только благодаря хлорофиллу возможен процесс фотосинтеза (см. раздел 4.2). Хлоропласты придают зеленый цвет растительным организмам.
2) Хромопласты – пластиды, имеющие различные окраски: от ярко-желтого до пурпурно-багряного. Наличие различных пигментов окрашивают плоды, цветки и осенние листья растений в соответствующие цвета. Этот факт особенно важен для привлечения насекомых к цветкам, как природный индикатор созревания плодов и др.
3) Лейкопласты – бесцветные пластиды, в которых происходит накопление запасных питательных веществ (например, крахмала).
Некоторые виды пластид могут переходить друг в друга: например, переход хлоропластов в хромопласты: созревание томатов, яблок, вишни, и т. д.; изменение окраски листьев в осенний период времени. Лейкопласты могут переходить в хлоропласты: позеленение картофеля на свету. Это доказывает общность происхождения пластид.
11. Клеточные включения. Вакуоли. Это непостоянные и необязательные составляющие клетки. Они могут появляться и исчезать в течение всей жизни клетки. К ним относятся капли жира, зерна крахмала и гликогена, кристаллы щавелево-кислого кальция и др. Жидкие продукты обмена называются клеточным соком и накапливаются они в вакуолях. В клеточном соке растворены сахара, минеральные соли, пигменты и т. д. Чем старше клетка, тем больше клеточного сока накапливает клетка. Молодые клетки практически не содержат вакуолей.
Помимо перечисленного некоторые специализированные клетки обладают специальными органоидами. К ним относятся:
– реснички и жгутики, представляющие собой выросты мембраны клетки, осуществляющие движения клетки. Они имеются у одноклеточных организмов и многоклеточных (кишечный эпителий, сперматозоиды, эпителий дыхательных путей);
– миофибриллы – тонкие нити мышечных клеток, участвующие в сокращении мышц;
– нейрофибриллы – органоиды, характерные для нервных клеток и участвующие в проведении нервных импульсов. Кроме того, в состав клеток входят центриоли – две (иногда более) цилиндрические структуры диаметром около 0,1 мкм и длиной 0,3 мкм. Место расположения центриолей в период между делениями клетки считается серединой клеточного центра. При делении клетки центриоли расходятся в противоположные стороны – к полюсам, определяя ориентацию веретена деления (рис. 16).
Следует иметь в виду, что, хотя животные и растительные клетки имеют много общего, но между ними существуют и серьёзные различия (табл. 3.1).
Более общая классификация клеток представлена на рис. 3.16.
Одно из основных отличий бактерий от архей, состоит в химическом составе мембраны. Бактерии отделены от внешней среды двойным слоем липидов (жиров и жироподобных веществ). Мембраны архей состоят из терпеновых спиртов.
Биология
Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов
Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы
План урока:
Впервые клетку увидел Роберт Гук ещё в XVII веке. Считалось, что эта частица, наполненная жидкостью, нужна лишь для заполнения ткани веществом.
Лишь в середине XIX века Рудольф Вирхов ввёл принцип «клетка происходит только из клетки». Стало ясно, что жизнь не самозарождается, а развивается и продолжается согласно строгим биологическим законам. И ведущую роль в этом играет деление клетки. В конце XIX века были открыты органеллы – компоненты клетки, которые выполняют определённые функции подобно органам в целом организме.
Клетка – это основа строения и функции любой ткани. Знания о том, как она устроена и работает, позволяют понять, как живёт и болеет организм.Тело человека состоит из нескольких триллионов клеток, которые подразделяют на несколько десятков типов. Но почти все они имеют общие черты строения.
Мембрана клетки
Синонимы: плазмолемма, цитолемма, плазматическая мембрана.
Роль липидов в клеточной мембране
Основа строения мембраны клетки – это липидный бислой (его также называют билипидный слой). Приставка «би» означает «два», «двойной», «липид» означает «жир». То есть это структура, состоящая из двойной слоя липидов (жиров).
В основном бислой образуют фосфолипиды – молекулы жиров, в которые встроена молекула фосфорной кислоты. Фосфолипид состоит из фосфорной головки и липидного хвостика. Липидный хвостик избегает контакта с водой, фосфорная головка «стремится» к молекулам воды.
В водной среде фосфолипидные молекулы ориентируются так, что образуется двойной слой с головками снаружи и хвостиками внутри.
Роль белков в клеточной мембране
Более половины массы мембраны приходится на белковые молекулы – протеины. Одни белки проходят липидный бислой насквозь, другие белки находятся лишь на поверхности бислоя. Белки, которые пронзают липидный бислой, создают в нём каналы. Благодаря им клетка не просто так, а очень избирательно обменивается молекулами с окружающей средой. Поэтому в клетку проходят только нужные молекулы.
Белки выполняют разные функции в клетке.
Роль углеводных молекул
Углеводные молекулы встроены в состав некоторых жиров (гликолипидов) и белков (гликопротеинов). Они придают поверхности клетки отрицательный заряд. Благодаря этому, например, эритроциты отталкиваются друг от друга и не склеиваются.
Углеводы образуют особый слой на поверхности клетки – гликокаликс. Благодаря ему клетки распознают друг друга. В гликокаликсе есть ферменты для переваривания различных молекул. Например, гликокаликс клеток тонкой кишки содержит ферменты для переваривания пищи.
Эндоцитоз и экзоцитоз
Если клетке нужно избавиться от непереваренных или вредных веществ, она использует экзоцитоз. Лишние молекулы упаковываются в пузырёк, он перемещается к клеточной мембране, встраивается в неё и выбрасывает содержимое наружу.
Таким образом мембрана клетки не только защищает клетку, но и выполняет другие функции:
Ядро и наследственная информация
Основная функция ядра клетки – хранение и передача наследственной (генетической) информации обо всех белках организма. Один из видов белков – ферменты, отвечают за биохимические реакции. Поэтому можно сказать, что в ядре запрограмированы все процессы организма.
Наследственная информация содержится в 46 хромосомах. Одна хромосома образована молекулой ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) примерно 5 см длиной. Такая огромная ДНК умещается внутри ядра благодаря плотной упаковке. Она как бы намотана на специальные белки, которые называются гистоновыми белками. Комплекс белков и ДНК также называется хроматином. Другими словами, хроматин – это генетический материал, который виден в световой микроскоп.
Наследственная информация дополнительно защищена мощной оболочкой. Оболочка ядра клетки состоит из двух слоёв – внутренней мембраны и внешней мембраны. В ядерной оболочке есть поры, через которые ядро обменивается с цитоплазмой различными молекулами. Чем активнее работает клетка, тем интенсивнее идёт обмен. А значит ядерных пор всё больше, они даже могут занимать треть площади оболочки.
Если рассматривать клетки в световой микроскоп, то у активных клеток ясно видно светлое пятно в ядре. Это ядрышко – участки хромосом, в которых синтезируется рибосомальная РНК (рибонуклеиновая кислота, рРНК).рРНК– это основная молекула рибосом. Рибосомы – это органеллы, которые синтезируют белок.
Митохондрии и энергия
В строении митохондрии есть общие с клеткой черты, например, свои ДНК и рибосомы. Дело в том, что когда-то митохондрия была самостоятельным организмом, бактерией, поселившейся в клетке. Со временем она стала незаменимой энергетической станцией для клетки.
Стенка митохондрии состоит из внешней и внутренней мембран. Внутренняя мембрана образует складки – кристы. На внутренней мембране митохондрий происходит сложный процесс запасания энергии в виде фосфатных связей молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Молекулы АТФ – это маленькие батарейки. Если для какого-то действия нужна энергия, происходит разрыв связей между остатками фосфорной кислоты и выделяется энергия.
Шероховатая эндоплазматическая сеть и синтез белка
Шероховатую эндоплазматическую сеть (шЭПС) также называют гранулярной ЭПС. Это место синтеза белка, любого, какой понадобится клетке. На наружной поверхности шЭПС находится много рибосом, которые синтезируют белковые молекулы.
Строение шероховатой эндоплазматической сети
В ДНК закодирована информация о строении всех белков организма. Участок, несущий информацию о строении белка, называется «ген». Белки – это молекулы, состоящие из нескольких аминокислот. Для того, чтобы создать любой белок, клетка должна «прочитать» ген и собрать цепочку из нужных аминокислот.
Для чтения и сборки существуют молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК) – информационная РНК (иРНК), транспортная РНК (тРНК) и рибосомальная РНК (рРНК). иРНК – это копия гена, тРНК – это переносчик аминокислот, рРНК – это основа рибосомы.
Сначала на основе гена строится молекула информационной РНК – иРНК. Затем иРНК через ядерные поры выходит из ядра. На неё садятся рибосомы – органеллы, состоящие из рРНК. Пока иРНК проходит сквозь рибосому, к ней подходят тРНК с нужными аминокислотами. В рибосоме происходит сборка молекулы белка
Гладкая эндоплазматическая сеть (глЭПС)
Гладкая (агранулярная) эндоплазматическая сеть состоит из канальцев, трубочек и пузырьков. В глЭПС происходят важные для клетки события:
Комплекс Гольджи
Если клетка синтезирует гормоны, то их надо сначала упаковать в оболочку, а потом уже выделить в кровоток для других клеток. Упаковкой тоже занимается комплекс Гольджи. Также в нём синтезируются углеводные молекулы.
Молекулы, которые будет редактировать комплекс Гольджи поступают в него в виде пузырьков. Молекулы, которые комплекс Гольджи отдаёт клетке тоже отделяются от него в форме пузырьков (вакуолей).
Эндосомы, лизосомы и внутриклеточное переваривание
Эндосома – это мембранный пузырёк, который переносит молекулы с поверхности клетки в лизосомы и по пути частично их разрушает (переваривает). Лизосомы переваривают молекулы в клетке дальше. За переваривание отвечают ферменты, которых в лизосоме очень много.
С помощью эндосом и лизосом клетки иммунной системы (нейтрофилы, макрофаги) поглощают и уничтожают микроорганизмы. Есть и такой интересный пример. В костях одновременно происходит разрушение и создание костной ткани, то есть кости постоянно перестраиваются. Образуют костную ткань клетки остеобласты, а разрушают её клетки остеокласты. Для того, чтобы разрушить костную ткань, остеокласты выбрасывают наружу содержимое своих лизосом, которое «растворяет» вещество костной ткани.
Клетка иммунной системы нейтрофил захватывает бактерию и уничтожает её с помощью ферментов, которые содержатся в лизосомах
Остеокласт разрушает костную ткань, выбрасывая ферменты лизосом за пределы клетки. Для этого процесса нужна энергия молекул АТФ, о которой говорили выше.
Цитоплазма и цитоскелет
Цитоплазма – это жидкая среда, которая заполняет собой клетку. В ней находятся органеллы, необходимые химические вещества, протекают биохимические реакции.
Цитоскелет клетки состоит из двух основных структур – белковых микротрубочек и белковых нитей. Само название «цитоскелет» подсказывает, что это опорный каркас клетки, но на самом деле этим его значение не исчерпывается.
Микротрубочки перемещают вещества по отросткам нервных клеток (нейронов)
Из микротрубочек состоит клеточный центр, который участвует в делении клетки
На некоторых клетках есть выросты цитоплазмы с каркасом из микротрубочек. Это реснички и жгутики. В человеческом организме жгутик есть только у сперматозоида. Реснички выстилают дыхательные пути. Когда реснички движутся, они выталкивают слизь с налипшими микробами и частицами пыли. Таким образом дыхательная система освобождается от возбудителей инфекционных заболеваний и вредных веществ.
Реснички на клетках, выстилающих полость носа с прилипшими частицами. Изображение получено с помощью электронного микроскопа
Микрофиламенты – это тонкие белковые нити. Они участвуют в эндоцитозе и экзоцитозе, перемещении органелл и самой клетки. Также они образуют соединения между клетками.
Есть клетки, у которых выросты цитоплазмы укреплены микрофиламентами. Такие выросты увеличивают площадь поверхности клетки и называются микроворсинками. Например, это важно для клеток тонкой кишки, где переваривается и всасывается огромное количество питательных веществ.
Промежуточные филаменты – это прочные канаты, сплетённые из белковых молекул. Из них построен трёхмерный каркас для клетки. Также они образуют соединения между клетками, так из клеток получается своеобразное полотно – ткань.
Если клетка повреждается, то сеть промежуточных филаментов окружает ядро и связывает повреждённые органеллы. После этого повреждённые структуры будут уничтожены. По мере восстановления клетки сеть промежуточных филаментов расправляется и снова занимает всю цитоплазму.
Основные функции цитоскелета:
Включения в цитоплазме
Включения цитоплазмы – это вещества, которые появляются в клетке время от времени. Некоторые примеры включений:
Меланоцит с гранулами меланина. Меланин определяет цвет кожи, волос, глаз
Клеточное строение организмов
Теория для подготовки к блоку №2 ОГЭ по биологии: признаки живых организмов
Химический состав живых организмов
Химический состав живых организмов можно выразить в двух видах: атомный и молекулярный. Атомный (элементный) состав показывает соотношение атомов элементов, входящих в живые организмы. Молекулярный (вещественный) состав отражает соотношение молекул веществ.
Вода — преобладающий компонент всех живых организмов. Среднее содержание воды в клетках большинства живых организмов составляет около 70 %.
Углеводы — органические соединения, состоящие из одной или многих молекул простых сахаров. Содержание углеводов в животных клетках составляет 1—5 %, а в некоторых клетках растений достигает 70 %.
Липиды — жиры и жироподобные органические соединения, практически нерастворимые в воде. Их содержание в разных клетках сильно варьирует: от 2—3 до 50—90% в клетках семян растений и жировой ткани животных.
Строение клетки
Становление клеточной теории
Основные положения клеточной теории
Типы клеточной организации
Строение эукариотической клетки
Типичная эукариотическая клетка состоит из трех компонентов: оболочки, цитоплазмы и ядра.
Клеточная оболочка
Углеродный компонент в мембране животных клеток называется гликокаликсом.
Поглощение и выделение твердых и крупных частиц получило соответственно названия фагоцитоз и обратный фагоцитоз, жидких или растворенных частичек – пиноцитоз и обратный пиноцитоз.
Цитоплазма
Цитоплазма представляет собой внутреннее содержимое клетки и состоит из гиалоплазмы и находящихся в нем разнообразных внутриклеточных структур.
Гиалоплазма (матрикс) – это водный раствор неорганических и органических веществ, способный изменять свою вязкость и находящиеся в постоянном движении. Способность к движению или, течению цитоплазмы, называют циклозом.
Матрикс – это активная среда, в которой протекают многие физические и химические процессы и которая объединяет все элементы клетки в единую систему.
Цитоплазматические структуры клетки представлены включениями и органоидами. Включения – относительно непостоянные, встречающиеся в клетках некоторых типов в определенные моменты жизнедеятельности, например, в качестве запаса питательных веществ (зерна крахмала, белков, капли гликогена) или продуктов подлежащих выделению из клетки. Органоиды – постоянные и обязательные компоненты большинства клеток, имеющим специфическую структуру и выполняющим жизненно важную функцию.
На мембранах гладкой эндоплазматической сети происходит синтез липидов и углеводов. Все эти продукты синтеза накапливаются н каналах и полостях, а затем транспортируются к различным органоидам клетки, где потребляются или накапливаются в цитоплазме в качестве клеточных включений. Эндоплазматическая сеть связывает между собой основные органоиды клетки.
Аппарат Гольджи
Во многих клетках животных, например в нервных, он имеет форму сложной сети, расположенной вокруг ядра. В клетках растений и простейших аппарат Гольджи представлен отдельными тельцами серповидной или палочковидной формы. Строение этого органоида сходно в клетках растительных и животных организмов, несмотря на разнообразие его формы.
В состав аппарата Гольджи входят: полости, ограниченные мембранами и расположенные группами (по 5-10); крупные и мелкие пузырьки, расположенные на концах полостей. Все эти элементы составляют единый комплекс.
Аппарат Гольджи выполняет много важных функций. По каналам эндоплазматической сети к нему транспортируются продукты синтетической деятельности клетки — белки, углеводы и жиры. Все эти вещества сначала накапливаются, а затем в виде крупных и мелких пузырьков поступают в цитоплазму и либо используются в самой клетке в процессе ее жизнедеятельности, либо выводятся из нее и используются в организме. Например, в клетках поджелудочной железы млекопитающих синтезируются пищеварительные ферменты, которые накапливаются в полостях органоида. Затем образуются пузырьки, наполненные ферментами. Они выводятся из клеток в проток поджелудочной железы, откуда перетекают в полость кишечника. Еще одна важная функция этого органоида заключается в том, что на его мембранах происходит синтез жиров и углеводов (полисахаридов), которые используются в клетке и которые входят в состав мембран. Благодаря деятельности аппарата Гольджи происходят обновление и рост плазматической мембраны.
Митохондрии
В цитоплазме большинства клеток животных и растений содержатся мелкие тельца (0,2-7 мкм) — митохондрии (греч. «митос» — нить, «хондрион» — зерно, гранула).
Митохондрии называют «силовыми станциями» клеток» так как их основная функция — синтез аденозинтрифосфорной кислоты ( АТФ ). Эта кислота синтезируется в митохондриях клеток всех организмов и представляет собой универсальный источник энергии, необходимый для осуществления процессов жизнедеятельности клетки и целого организма.
Новые митохондрии образуются делением уже существующих в клетке митохондрий.
Лизосомы
Представляют собой небольшие округлые тельца. От Цитоплазмы каждая лизосома отграничена мембраной. Внутри лизосомы находятся ферменты, расщепляющие белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.
Пластиды
Рибосомы. Рибосомы обнаружены в клетках всех организмов. Это микроскопические тельца округлой формы диаметром 15-20 нм. Каждая рибосома состоит из двух неодинаковых по размерам частиц, малой и большой.
Микротрубочки и микрофиламенты
Нитевидные структуры, состоящие из различных сократительных белков и обуславливающие двигательные функции клетки. Микротрубочки имеют вид полых цилиндров, стенки которых состоят из белков – тубулинов. Микрофиламенты представляют собой очень тонкие, длинные, нитевидные структуры, состоящие из актина и миозина.
В процессе эволюций разные клетки приспосабливались к обитанию в различных условиях и выполнению специфических функции. Это требовало наличия в них особых органоидах, которые называют специализированными в отличие от рассмотренных выше органоидов общего назначения. К их числу относят сократительные вакуоли простейших, миофибриллы мышечного волокна, нейрофибриллы и синаптические пузырьки нервных клеток, микроворсинки эпителиальных клеток, реснички и жгутики некоторых простейших.
Ядро – наиболее важный компонент эукариотических клеток. Большинство клеток имеют одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки (у ряда простейших, в скелетных мышцах позвоночных). Некоторые высоко специализированные клетки утрачивают ядра ( эритроциты млекопитающих, например).
Ядерная оболочка образована двумя мембранами (наружной и внутренней) и содержит многочисленные поры, через которые между ядром и цитоплазмой происходит обмен различными веществами.
Ядрышко – небольшое округлое тельце, интенсивно окрашивающееся и обнаруживающееся в ядрах неделящихся клеток. Функция ядрышка – синтез рРНК и соединение их с белками, т.е. сборка субчастиц рибосом.
Хроматин – специфически окрашивающиеся некоторыми красителями глыбки, гранулы и нитчатые структуры, образованные молекулами ДНК в комплексе с белками. Различные участки молекул ДНК в составе хроматина обладает разной степенью спирализации, а потому различаются интенсивностью окраски и характером генетической активности. Хроматин представляет собой форму существования генетического материала в не делящихся клетках и обеспечивает возможность удвоение и реализации заключенной в нем информации. В процессе деления клеток происходит спирализация ДНК и хроматиновые структуры образуют хромосомы.
Хромосомы – плотные, интенсивно окрашивающиеся структуры, которые являются единицами морфологической организации генетического материала и обеспечивают его точное распределение при делении клетки.
Число хромосом в клетках каждого биологического вида постоянно. Обычно в ядрах клеток тела (соматических) хромосомы представлены парами, в половых клетках они не парны. Одинарный набор хромосом в половых клетках называют гаплоидным (n), набор хромосом в соматических клетках диплоидным (2n). Хромосомы разных организмов различаются размерами и формой.