| Головна |
| «« | ЗМІСТ | »» |
|---|
Вивченням будови клітини та принципів її життєдіяльності займається наука цитологія. Більшість клітин можна побачити тільки за допомогою мікроскопа (середні за розміром клітини мають діаметр від 20 до 100 мкм).
Клітка - елементарна структурно-функціональна одиниця живого, що володіє всіма властивостями живих систем: ростом і розвитком, розмноженням, спадкоємністю і мінливістю, обміном речовин, саморегуляцією, подразливістю.
Всі багатоклітинні і більшість одноклітинних організмів відносяться до еукаріотів - ядерним, т. Е. Мають клітинне ядро. До групи прокариот (без'ядерних) входять головним чином бактерії. Форма, розміри і функції клітин багатоклітинного організму дуже різноманітні (рис. 1.4), але основний план будови для всіх клітин однаковий.
Мал. 1.4. Різноманітність клітин організму:
а - клітини, що вистилають судини; 6 - нервова клітина; в - сперматозоїд; г- гладеньких м'язів; д - клітини крові
кожна еукаріотична клітина складається з цитоплазматичної мембрани, ядра і знаходиться між ними цитоплазми (рис. 1.5). Що знаходиться під мембраною цитоплазма містить гіалоплазму, або цитозоль, органели і включення.
органели - постійно присутні в клітці структури, які виконують певні функції. Органели діляться на мембранні (вони відмежовані від гіалоплазми мембранами, подібними за будовою з цитоплазматичної) і немембранні (що не мають мембрани). До перших відносяться ядро, ендоплазматична мережа, апарат Гольджі, л ізосоми, мітохондрії, пластиди (є тільки в рослин); до других - рибосоми, клітинний центр, цитоскелет.
включення - непостійні компоненти клітини, що виникають і зникають в залежності від рівня обміну речовин, наприклад гранули полісахаридів або крапельки жиру.
гіалоплазма (цитозоль) - це основне напіврідкі речовина (матрикс) цитоплазми, що заповнює весь простір між органоидами і забезпечує їх взаємодію. Тут протікає і ряд біохімічних процесів (гліколіз, синтез деяких білків і ін.).
Мал. 1.5. Тваринна клітина:
а - загальна схема; 6 - ендоплазматичнийретикулум, апарат Гольджі і екзоцитоз
Клітини рослин, тварин і грибів не однакові за своєю будовою. Тут ми розглянемо будову тваринної клітини. У зв'язку з тим, що основні специфічні функції нейрона пов'язані з цитоплазматичної мембраною, з цією частиною клітини ми ознайомимося детальніше.
Цитоплазматична мембрана (плазмалемма) (рис. 1.6) товщиною 8-12 нм покриває клітку і відокремлює її від навколишнього середовища. Мембрана побудована з двох шарів ліпідів, головним чином фосфоліпідів і холестерину. Для мембранних ліпідів характерною особливістю є те, що їх молекула гидрофобна лише з боку своїх неполярних хвостів (див. Підпункті 1.1.3), а її головка полярна і тому гідрофільна. В результаті у водному розчині ліпіди утворюють краплі і двошарові плівки, де гідрофільні головки звернені в бік водного розчину, а гідрофобні хвости звернені один до одного. Такі бішари ліпідів і є основою біологічних мембран.
Мал. 1.6. цитоплазматична мембрана
У ліпіди занурені численні молекули білків. Одні з них пронизують подвійний шар ліпідів наскрізь (інтегральні білки), інші (полуінтегральние білки) занурені в мембрану на різну глибину, а треті перебувають на зовнішній або внутрішній стороні мембрани (периферичні білки).
Мембрани, що оточують мембранні органели, побудовані за тими ж принципами, що і цитоплазматична мембрана. Тому і цитоплазматичні мембрани, і мембрани органоїдів об'єднують йод назвою біологічні мембрани. Їх відмінність полягає в складі входять до мембрани ліпідів і білків, що визначає різні властивості і функції біомембран.
Над цитоплазматичної мембраною в клітинах тварин виявлено гликокаликс, надмембранний шар. Його товщина 3-4 нм. Гликокаликс є пов'язані з білками і ліпідами плазмалемми розгалужені ланцюжки полісахаридів. Також в глікокаліксі можуть бути розташовані білки, не пов'язані з бішару ліпідів. Зазвичай це ферменти, які розщеплюють органічні речовини в міжклітинному середовищі.
Функції плазмалемми.
Пасивний транспорт здійснюється через білки-канали - білки, в яких є отвір (канал), через яке можуть за рахунок дифузії (пересування частинок з області з більшою в область з меншою концентрацією) проходити низькомолекулярні речовини, наприклад іони.
Активний транспорт використовується в тих випадках, коли треба перенести речовина проти градієнта концентрації, т. Е. З області з меншою в область з більшою концентрацією. Для цього в мембрані розташовані білки-насоси, які захоплюють речовина з одного боку мембрани і, використовуючи енергію АТФ, переносять його на іншу сторону.
Якщо через мембрану треба перенести високомолекулярні речовини (макромолекули біополімерів або навіть який-небудь мікроорганізм), використовуються процеси ендоцитозу або екзоцитозу. При епдоцітозе переміщується речовина приєднується до клітинної мембрани із зовнішнього боку, після чого на цій ділянці поверхні формується впячивание всередину цитоплазми (див. Рис. 1.5). Поступово воно збільшується, і в кінцевому підсумку від плазмалемми відділяється мембранний пухирець - ендосомамі, яка переносить поглинене речовина до пункту призначення, наприклад, до лізосомам. Існує два види ендоцитозу - фагоцитоз, коли клітина поглинає великі частки, наприклад бактерії або фрагменти інших клітин, і піпоцітоз, коли захоплюються окремі молекули і макромолекули. Екзоцитоз - процес, зворотний ендоцитозу (див. Рис. 1.5). В цьому випадку мембранні пухирці з ув'язненими в них продуктами, такими, що потребують виділення з клітини, підходять до плазмалемме і зливаються з нею, виділяючи вміст в навколишнє середовище;
рецепторная. Здійснюється за допомогою мембранних білків рецепторів. Вони можуть зв'язуватися зі специфічними для кожного рецептора речовинами (гормонами, нейромедиаторами, антигенами) за принципом «ключ до замка», що призводить до відповідної реакції клітини.
Нерідко цитоплазматична мембрана має різні вирости, що виконують додаткові функції. Найчастіше серед таких виростів зустрічаються микроворсинки. Це обмежені мембраною вирости цитоплазми, що мають циліндричну форму. Функції мікроворсинок в клітинах різних тканин різні. У клітинах кишкового епітелію, наприклад, вони дуже збільшують всмоктувальну поверхню.
Інший тип виростів мембрани - его вії і джгутики. Для вільних клітин (одноклітинні організми, сперматозоїди) вони є органоидами, за допомогою яких здійснюється пересування. Якщо клітини нерухомі (ресничний епітелій бронхів і т. П.), То рух війок переміщує навколишнє їх рідина. Будова війок і джгутиків в цілому однаково, відмінність полягає в тому, що довший джгутик, як правило, один, а більш коротких вій - багато. Також як і мікроворсинки, джгутик (або вія) являє собою виріст цитоплазми, оточений мембраною. Але всередині цього виросту на всю його довжину тягнуться певним чином розташовані мікротрубочки (див. Нижче). Вони розташовуються по системі (9><2) + 2, т. Е. По периферії джгутика йдуть дев'ять пар (дублетів) мікротрубочок, а в центрі проходять дві одиночні мікротрубочки. У підставі джгутика (вії) в цитоплазмі лежить базальне тільце, побудоване теж з мікротрубочок, яке закріплює джгутик в цитоплазмі.