Ядро.
Ядро необходимо для жизнедеятельности клетки, оно регулирует её активность. Это связано с тем, что в ядре содержится генетическая информация в виде молекулы ДНК. Ядерная оболочка пронизана ядерными порами, через них происходит обмен различными веществами между ядром и цитоплазмой, например, выход в цитоплазму мРНК.
Хромосомный набор называется кариотипом.
Кариотип – это набор хромосом, содержащийся в клетках тела, характерный для какого-либо вида живых существ. Кариотип неповторим. Даже если число хромосом в клетках каких-то двух видов будет одинаковым, например, у картофеля и шимпанзе по 48 хромосом в клетке, то их форма и строение все равно будет различными.
В любом многоклеточном организме существует два типа клеток, а именно половые и соматические клетки.
Клетки тканей любого многоклеточного организма называются соматическими. Ядра таких клеток содержат диплоидный полный или двойной набор хромосом, который обозначается 2n.
Исходно одна половина достается от материнской яйцеклетки, а вторая – от отцовского сперматозоида. Парные (одинаковые по величине, форме и строению) хромосомы получили название гомологичных хромосом.
Исключение составляют половые хромосомы, например, у всех млекопитающих – это X, доставшаяся от матери, и одна из двух X или Y, доставшаяся от отца.
То есть, если у человека в соматических клетках содержится 46 хромосом, то в половых клетках – 23 хромосомы. Диплоидный набор восстанавливается при оплодотворении.
Функции ядра.
1) хранение и передача наследственной информации, поскольку в ядре содержится молекула ДНК.
2) реализация наследственной информации, связанная с участием в синтезе белка.
Цитоплазма и цитоскелет.
Содержимое клетки, за исключением плазматической мембраны и ядра, называют цитоплазмой.
Цитоплазма эукариотических клеток пронизана трехмерной сетью из белковых нитей, называемых цитоскелетом.
цитоплазма пронизана компонентами цитоскелета, основные функции которого:
- механический каркас клетки для поддержания ее формы;
- мотор клеточного движения, так как компоненты цитоскелета определяют деление клетки, перемещение органелл внутри клетки и движение цитоплазмы;
- транспорт органелл и клеточных комплексов внутри клетки.
Рибосомы.
– это очень мелкие органеллы, диаметром около 20 нм, необходимые клетке для синтеза белка.
Каждая рибосома состоит из двух неодинаковых по размерам частиц, малой и большой. В одной клетке содержится много тысяч рибосом, они располагаются либо на мембранах гранулярной эндоплазматической сети, либо свободно лежат в цитоплазме. В состав рибосом входят белки и РНК. Функция рибосом – это синтез белка.
Если рибосомы находятся в свободном состоянии, то, как правило, они синтезируют белок, необходимый для данной клетки.
Если рибосомы прикреплены к эндоплазматической сети, то считается, что такой белок идет на экспорт – секретируется во внеклеточное пространство или используется другими клетками данного организма.
Эндоплазматическая сеть. (ЭПС/ЭПР)
Мембраны ЭПС имеют такое же строение, как и клеточная или плазматическая мембрана (плазмалемма).
Различают гладкую ЭПС и шероховатую (гранулярную) ЭПС.
На внутренних мембранах шероховатой ЭПС располагаются рибосомы – здесь идет синтез белков.
Гладкая ЭПС не содержит рибосом и отвечает за синтез углеводов и липидов.
Комплекс Гольджи.
Структуру, известную сегодня как комплекс или аппарат Гольджи (АГ), впервые обнаружил в 1898 году итальянский ученый Камилло Гольджи
Здесь вещества поступившие из ЭПС, претерпевают дальнейшие биохимические превращения, упаковываются в мембранные пузырьки и доставляются к тем местам клетки, где они необходимы.
Таким образом, основные функция комплекса (аппарата) Гольджи
–химическое превращение синтезированных в ЭПС веществ
- синтез полисахаридов
- упаковка и транспорт органических веществ в клетке
- формирование лизосомы.
Лизосомы. (лизис – расщепление)
Обнаружены у большинства эукариотических организмов, но особенно много их в клетках, которые способны к фагоцитозу. Они представляют собой одномембранные мешочки, наполненные гидролитическими или пищеварительными ферментами (белки), такими как липазы, протеазы и нуклеазы, т. е. ферменты, которые расщепляют жиры, белки и нуклеиновые кислоты соответственно.
Мембраны лизосомы изолируют гидролитические ферменты, не давая им разрушать другие компоненты клетки.
Клеточные включения.
Скопление веществ, которые клетка депонирует (запасает), использует для своих нужд, или хранит для выделения вовне, называют клеточными включениями.
Среди них зерна крахмала (запасной углевод растительного происхождения) или гликогена (запасной углевод животного происхождения), капли жира, а также гранулы белков.
Эти запасные питательные вещества располагаются в цитоплазме свободно и не отделены от неё мембраной.
Митохондрии.
Митохондрии имеются во всех эукариотических клетках. Они участвуют в процессах клеточного дыхания и запасают энергию в виде макроэргических связей молекулы АТФ, то есть в доступной форме для большинства процессов, связанных с затратой энергии в клетке.
Число митохондрий в клетках не постоянно, оно зависит от вида организма и типа клетки. В клетках, потребность которых в энергии велика, содержится много митохондрий (в одной печеночной клетке их может быть около 1000), в менее активных клетках митохондрий гораздо меньше.
Каждая митохондрия окружена оболочкой, состоящей из двух мембран.
Хлоропласты.
Пластиды характерны исключительно для растительных клеток. Каждая пластида состоит из оболочки, состоящей из двух мембран. Хлоропласты – это пластиды, в которых протекает фотосинтез. Строма (внутреннее содержимое) пронизана развитой системой мембран, имеющих форму пузырьков – тилакоидов. Тилакоиды образуют единую систему (похожа на стопки). В строме хлоропластов находятся кольцевые молекулы ДНК, РНК, рибосомы, белки, липидные капли. Там же происходят первичные отложения запасного полисахарида – крахмала, в виде крахмальных зерен.
Гипотеза симбиогенеза.
По поводу происхождения эукариотических клеток большинство исследователей придерживается гипотезы симбиогинеза.
Идея о том, что эукариотическая клетка (клетка животных и растений) представляет собой симбиотический комплекс, была предложена Мережковским (русский ботаник, зоолог, философ, писатель).
Органеллы (например, митохондрии и пластиды), которые отличают эукариотическую клетку от прокариотической, изначально были свободноживущими бактериями и захвачены крупной клеткой прокариот (предком современных эукариот), которая их не съела, а превратила в эндосимбионтов (взаимовыгодно внутри неё живущих существ).
Сходство митохондрий и хлоропластов со свободными прокариотическими клетками (со свободными бактериями):
1. У митохондрий и хлоропластов имеются кольцевые молекулы ДНК, что свойственно бактериальной клетке.
2. Митохондрии и хлоропласты имеют мелкие рибосомы, такие же как в прокариотической клетке.
3. Обладают белоксинтезирующим аппаратом.
4. Сходные по размерам.
Бактериальные, растительные, грибные клетки. Вирусы.
Бактериальные клетки.
Древнейшие на Земле организмы, не имеющие клеточного ядра, появившиеся около четырех миллиардов лет тому назад, называются прокариотами, то есть доядерными.
У прокариот нет ядра, единственная кольцевая молекула ДНК, находящаяся в клетках прокариот и условно называемая бактериальной хромосомой, находится в центре клетки, однако эта молекула ДНК не имеет оболочки и располагается непосредственно в цитоплазме.
Снаружи клетки прокариот, так же как и эукариотические клетки, покрыты плазматической мембраной. Однако эта стенка образована не клетчаткой, как у растений, а другими полисахаридами – пектином и муреином. В цитоплазме прокариотических клеток нет мембранных органоидов: митохондрий, пластидов, ЭПС, комплекса Гольджи, лизосом. В цитоплазме прокариот беспорядочно располагаются мелкие рибосомы. Цитоскелета в прокариотических клетках тоже нет.
Фотосинтезирующие бактерии – цианобактерии, имеют в клетках фотосинтезирующие мембраны или тилакоиды, в которых содержатся пигменты, участвующие в процессе фотосинтеза.
Растительные клетки.
Главное отличие между клетками царств животных и растений заключается в их способе питания. Клетки растений являются автотрофами, то есть они синтезируют органические вещества из неорганических за счет энергии солнечного света в процессе фотосинтеза. Клетки животных являются гетеротрофами, то есть источником углерода для них служат органические вещества, поступающие вместе с пищей; эти же вещества служат и источником энергии.
Для обеспечения фотосинтеза в клетках растений содержатся пластиды, например хлоропласты, в которых содержится основной пигмент фотосинтеза – хлорофилл.
У растений накапливается в клетках крахмал, а у животных откладывается гликоген.
Для растительной клетки характерно наличие клеточной стенки, состоящей из целлюлозы и пектиновых веществ. Клеточная стенка придает клеткам растений механическую прочность и опору.
Большую часть растительной клетки занимает вакуоль, в которой содержится жидкость. Вакуоли в растительной клетке хранят органические вещества, в них содержатся гидролитические ферменты (выполняют функцию лизосом), также в них происходит изолирование и обезвреживание токсических веществ.
Грибная клетка.
Клетки грибов являются гетеротрофами, следовательно, у них нет пластид и не происходит процесс фотосинтеза. Запасным углеводом у них является гликоген.
С растительной клеткой сходство грибной проявляется в наличии клеточной стенки поверх плазматической мембраны, но клеточная стенка грибов в основном состоит из хитина.
Вирусы.
– неклеточные формы жизни. Они состоят из фрагмента генетического материала (РНК или ДНК), составляющего сердцевину вируса, и защитной оболочки, которая называется капсид.
Бактериофаги – вирусы, паразитирующие на бактериях.