Клетка – это исторически сложившаяся, элементарная, структурно-функциональная единица живого. Клетку открыл в 1665 г. Роберт Гук. Клетки существуют в природе как самостоятельные одноклеточные организмы (бактерии, простейшие и др.) или образуют ткани и органы многоклеточных растений, грибов и животных организмов.
Все живые организмы на Земле делятся на две группы: прокариот и эукариот.
Эукариоты – это растения, животные и грибы. Прокариоты – это бактерии (в том числе цианобактерии, они же "сине-зеленые водоросли").
У прокариот размеры 0,5-5,0 мкм. У них нет ядра, кольцевая ДНК (кольцевая хромосома) расположена прямо в цитоплазме (этот участок цитоплазмы называется нуклеоид). Раз у прокариот нет ядра, то нет и митоза/мейоза. Бактерии размножаются делением надвое. У прокариот из органоидов имеются только рибосомы (мелкие, 70S). Клеточные стенки жесткие, компонент прочности – муреин. У прокариот фотосинтез происходит в мембранах. Клетка прокариот гораздо меньше клетки эукариот: по диаметру в 10 раз, по объему – в 1000 раз. Некоторые клетки могут фиксировать азот.
Размеры эукариот – 40-60 мкм. У эукариот есть оформленное ядро (располаг. хроматин, ДНК линейной формы). У эукариот кроме рибосом (крупных, 80S) имеется множество других органоидов: митохондрии, эндоплазматическая сеть, клеточный центр, и т.д. Клеточные стенки растений содержат целлюлозу, у животных плазмолемма покрыта гликокаликсом. Эукариоты делятся митозом. Фотосинтез происходит в хлоропластах. Эукариоты не способны к фиксации азота.
Клетки всех живых организмов (всех царств живой природы) содержат плазматическую мембрану, цитоплазму и рибосомы.
2. Клеточная теория, её современное состояние и значение для медицины.
В 1839 году М. Шлейден и Т. Шванн объединили идеи разных ученых и сформулировали клеточную теорию, в которой говорится, что основной единицей структуры и функции в живых организмах является клетка. Клетка – элементарная единица живого, является единицей строения, функционирования и развития всех живых организмов.
1) Клетки всех живых организмов гомологичные по строению, сходны по химическому составу и основным проявлением жизнедеятельности.
2) Размножение клеток происходит путем деления исходной материнской клетки.
3) В многоклеточных организмах клетки специализируются по функциям и образуют ткани, из которых построены органы и системы органов, связанные межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.
Клеточная теория сыграла огромную роль в развитии биологии как науки, а также послужила фундаментом для развития таких дисциплин как эмбриология, гистология, анатомия и физиология. Клеточная теория стала важной вехой в развитии не только биологии, но и медицины. Свое развитие в области медицины эти представления получили в работах Р. Вирхова (1858г.), в которых было показано, что все клетки образуются из клеток путем клеточного деления. Исследования Р.Вирхова знаменовали появлению новой науки – патологии, которая является основой теоретической и клинической медицины.
3. Морфофизиология клетки. Цитоплазма и органоиды.
Цитоплазма - обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром и представляющая собой сложный гетерогенный структурный комплекс клетки. Гиалоплазма – гомогенная бесструктурная масса цитоплазмы. В ней находятся органеллы и включения. Агрегатное состояние ЦП бывает: жидкое – золь, вязкое –гель. Основу ЦП формирует цитоскелет клетки – это система микротрубочек и белковых нитей.
Органеллы – это постоянные высокодифференцированные внутриклеточные образоваиня, выполняющие опред. фун-ции. Выделяют 2 группы:
1. Органеллы общего значения – обязательны для жизнед. всех клеток.
Эндоплазматический ретикулум – разветвленная внутриклеточная структура, представленная системой субмикроскопических канальцев с цистернами. 2 вида: гранулярный ЭР – мембраны содержат рибосомы, основная ф-ия – синтез белка. Гладкий ЭР – мембраны лишены рибосом, ф-ия: синтез углеводов и липидов.
Комплекс Гольжди – состоит из диктиосом(стопка плоских мешочков-цистерн). От краев цистерн отделяются микропузырьки. Основная ф-ия: накопление и продуктов синтезируемых ЭР и образование лизосом.
Лизосомы – имеют плотную липопротеиновую мембрану. Важная ф-ия: автолиз – посмертное растворение структурных компонентов клетки под действием ферментов.
Митохондрии – имеет наружную и внутреннюю мембрану. Наружная мембрана проницаема для небольших белков. Внутренняя мембрана имеет кристы, вдающиеся в матрикс. Промежуток между мембранами назыв. межмебранным пространством. На кристах имеются дыхат.ферменты. В митохондриях происходит процесс окислительного фосфорилирования. Образ. АТФ и энергия.
Пластиды – способны к синтезу органических в-в. Бесцветные –лейкопласты, зеленые – хлоропласты, жёлто-красные – хромопласты. Мембрана хлоропласта имеет центр.область - строму. Она пронизана тилакоидами(параллельные дисковидные мешочки).
Центросома - состоит из 2-ух центриолей. Центриоли имеют вид цилиндра, стенки образованы микротрубочками, собраны по 3. Всего 9 триплетов микротрубочек. Центросома обеспеч. процесс митоза.
Рибосомы – состоят из большой и малой субъединиц. В состав рибосом входит рибосомная РНК и белки. Ф-ия: участие в синтезе белка.
2. Специальные органеллы – выполняют направленные функции в клетках с узкой специализацией. (реснички, жгутики).
Реснички и жгутики встречаются у одноклеточных организмов (бактерии, простейшие) и у клеток в составе тканей (клетки эпителия трахеи). Они связаны с элементами движения, которые характерны определенным видам клеток.
Миофибриллы имеются в мышечных клетках и обеспечивают сокращение мыщц.
Нейрофибриллы - являются обязательным компонентом многих нервных клеток и их отростков. Участвуют в передаче возбуждения.
Включения – непостоянные компоненты клетки.
По принципу организации органоиды делятся:
Одномембранные – вид каналов, цистерн, пузырьков, огранич. одной мембраной. (эндоплазматичексий ретикулум, комплекс Гольжди, лизосомы, вакуоли)
Двумембранные –наружная мембрана гладкая, внутренняя образует выросты. (митохондрии и пластиды).
Немембранные структуры – рибосомы, центросома, жгутики, реснички.