Строение и функционирование клетки животных

Учебные материалы по биологии / Генетика микроорганизмов / Строение и функционирование клетки животных

Страница 1

Эукариотический тип клеточной организации представлен двумя подтипами - простейших и многоклеточных.

Организм простейших в анатомическом отношении соответствует уровню одной клетки, а в физиологическом - полноценной особи. Характерным признаком простейших является наличие структур, выполняющих на клеточном уровне функцию органа многоклеточного организма. В качестве примера можно привести такие образования, как цитостом, цитофарингс и порошица, аналогичные пищеварительной системе многоклеточных. Клетку второго подтипа (растительную, животную) представляют как объект, отграниченный от внешней среды оболочкой с ядром и цитоплазмой. Ядро имеет оболочку, ядерный сок, ядрышки и хроматин. Цитоплазма представлена матриксом, в котором сосредоточены включения и органеллы.

Внутреннее содержимое эукариотической клетки исключительно упорядоченно. Упорядоченность достигается путем так называемой компартментации ее объема, т.е. разделения на различные участки, отличающиеся химическим составом. Компартментация объема клетки способствует пространственному распределению веществ в клетке и последовательному течению биохимических процессов. Решающая роль в реализации компартментации принадлежит биохимическим мембранам, которые выполняют барьерную функцию, обеспечивают избирательную проницаемость веществ, разделяют между водными и не водными фазами и т.д.

Благодаря упорядоченности клеточного объема в клетке осуществляется распределение функций между разными структурами и целесообразное взаимодействие, обеспечивающее жизнедеятельность клетки и, в конечном счете, многоклеточного организма.

Клетки многоклеточных организмов (животных, растений) отграничены друг от друга оболочкой. Клеточная оболочка ( плазмолемма) животных клеток имеет наружный слой ( гликокаликс) толщиной 10-20 нм. Этот слой состоит из гликопротеидов и гликолипидов. К клеточной мембране изнутри примыкает корковый слой цитоплазмы толщиной 0,1-0,5 мкм. В этом слое находятся микротрубочки и микрофиламенты, имеющие в своем составе белки. Способные к сокращению. Оболочка выполняет отграничивающую, барьерную, защитную и транспортную функцию, регулирует химический состав клетки, избирательно распознает биологически активные вещества с помощью рецепторов. Благодаря наличию рецепторов, клетка воспринимает сигналы из внешней среды, адекватно реагирует на эти сигналы, а следовательно, на изменения окружающей среды и состояние самого организма.

Ядро клетки отграниченно от цитоплазмы ядерной оболочкой, которая обособляет генетический материал клетки от протоплазмы и осуществляет взаимодействие ядра и гиалоплазмы. Оболочка состоит из двух мембран. Разграниченных перенуклеарным пространством, которое может контактировать с канальцами ЦПС. Ядерная оболочка пронизана порами ( диаметром 80-90 нм). Поры обеспечивают перемещение веществ из ядра в цитоплазму и наоборот. Количество пор находится в прямой зависимости от функционального состояния клетки. с повышением синтетической активности клетки число пор увеличивается. Внутреннюю мембрану ядерной оболочки выстелает белковый слой. Он выполняет опорную функцию.

Значение ядра хорошо показано в опытах по энуклеации клеток. особенно демонстративны эти опыты на амебе. Часть амебы, лишенная ядра, погибает, а часть амебы с ядром продолжает жить и развиваться. Если в безъядерную часть амебы внести ядро, то ее жизнедеятельность восстанавливается.

Ядерный сок состоит из белков, которые представляют внутреннюю среду ядра. Обеспечивающую сохранение и функционирование генетического материала. В ядерном соке обнаружены фибрилярные белки. выполняющие опорную функцию.

Ядрышко представляет собой структуру, состоящую из нитчатого и зернистого компонентов, что установлено с помощью электронной микроскопии. Нитчатый компонент состоит из белков и гигантских молекул РНК, из которых образуются более мелкие зрелые молекулы рибосомальных РНК. Зернистый компонент представлен рибонуклеиновыми зернами ( гранулами).

Цитоплазма клетки представлена основным веществом, различными включениями и органеллами. Цитоплазма заполняет всю клетку, это ее внутренняя среда. Основное вещество цитоплазмы иначе называют матриксом, гиалоплазмой. Состав гиалоплазмы сложный. Она включает все внутриклеточные структуры и обеспечивает их взаимодействие. Гиалоплазма - сложная коллоидная система. Она способна переходить из одного агрегатного состояния в другое (из золеобразного в гелеобразное и наоборот). В результате таких переходов совершается работа, происходит образование мембран, микротрубочек, выброс из клетки секретов и т.д.

В цитоплазме обнаружены включения, которые носят временный характер. Это могут быть запасные питательные вещества ( жир, гликоген), продукты метаболизма. Подлежащие удалению из клетки ( пигменты, гранулы секрета).

Важную роль в жизнедеятельности клетки играют органеллы. Их подразделяют на органеллы общего и специального назначения. К первым относят цитоплазматическую сеть, рибосомы, митохондрии, полисомы, лизосомы, пероксисомы, микрофибриллы, микротрубочки, центриоли, а ко вторым - органеллы , специализированные к выполнению определенной функции. В качестве примера можно указать на микроворсинки эпителиальных клеток кишечника, реснички эпителия дыхательных путей, миофибриллы и т.д.