Клетка, нейната структура и функции. Структурата на животинската клетка се нарича блокови елементи на клетката

Клетка, елементарна жива единица. Клетката е умишлена от други клетки или от външната среда на специална мембрана и има ядро \u200b\u200bили негов еквивалент, който фокусира основната част от химическата информация, контролираща наследствеността. Изследването на клетъчната структура се занимава с цитология, функциониране - физиология. Научните изследвания, състоящи се от тъканни клетки, се нарича хистология.

Има едноклетъчни организми, чието тяло се състои изцяло от една клетка. Тази група включва бактерии и протести (най-простите животни и едноклетъчни водорасли). Понякога те също се наричат \u200b\u200bтела, но терминът едноклетъчен се използва по-често. Истинските многоклетъчни животни (METAZOA) и растения (метафии) съдържат много клетки.

униклетъл организъм

Абсолютното мнозинство от тъканите се състои от клетки, но има някои изключения. Тялото на слуз (Mixomycetes), например, се състои от хомогенно вещество, което не е разделено на клетки с много ядра. Някои животни от плат са организирани по подобен начин, по-специално на сърдечния мускул. Вегетативното тяло (високо) от гъби се образува от микроскопични нишки - хифи, често сегментирани; Всяка такава нишка може да се счита за еквивалент на клетките, въпреки че нетипична форма.

Някои не участват в метаболизма на структурата на тялото, по-специално черупки, перли или минерална основа на костите, не се образуват не от клетки, но техните продукти за секреция. Други, например, дърво, кора, рогове, коса и външен слой на кожата, несеционален произход и се образуват от мъртви клетки.

Малките организми, като например ProvicraTs, се състоят само от няколкостотин клетки. За сравнение: в човешкото тяло има около. 1014 клетки, в нея всяка секунда умират и заменят нови 3 милиона еритроцити и това е само един десет милиона от общия брой на телесни клетки.

Обикновено размерите на растителните и животинските клетки варират от 5 до 20 цт в диаметъра. Типичната бактериална клетка е значително по-малка - прибл. 2 цМ, и най-малко известен - 0.2 цт.

Някои свободни жизнени клетки, като най-простите като форумици, могат да достигнат няколко сантиметра; Те винаги имат много ядра. Клетките от тънки растителни влакна достигат дължина на един метър, а процесите на нервните клетки достигат на няколко метра от големи животни. При такава дължина, обемът на тези клетки е малък, а повърхността е много голяма.

Най-големите клетки не са препоръчани птичи яйца, пълни с жълтък. Най-голямото яйце (и следователно най-голямата клетка принадлежат на изчезналата огромна птица - Epiornis (Aepyornis). Вероятно неговият жълтък тежеше добре. 3.5 кг. Най-голямото яйце за живи видове принадлежи на щраус, неговият жълтък тежи прибл. 0.5 кг.

Като правило клетките на големи животни и растения са само малко повече клетки на малки организми. Elephant Повече мишка не е така, защото клетките му са по-големи, но главно защото самите клетки са много повече. Има групи животни, като например provicrats и nematodes, в които броят на клетките в тялото остава постоянен. Така, въпреки че основните видове нематоди имат по-голям брой клетки, отколкото малки, основната разлика в размера се дължи в този случай чрез големи размери на клетките.

В този тип клетки техните размери обикновено зависят от влиянието, т.е. От броя на хромозомите, присъстващи в ядрото. Тетраплоидните клетки (с четири хромозоми) са 2 пъти по-големи в обем, отколкото диплоидните клетки (с двоен хромозомен диск). Язовирът на растението може да бъде увеличен чрез въвеждане на приготвяне на колхицинова растителност в нея. Тъй като растенията, подложени на такава експозиция, имат по-големи клетки, те сами са по-големи. Това явление обаче може да се наблюдава само върху полипроиди от скорошния произход. В еволюционно древните полиплоидни растения размерът на клетките подлежат на "обратното регулиране" в посоката на нормалните количества, въпреки увеличаването на броя на хромозомите.

Клетъчна структура.

При една клетка клетката се счита за повече или по-малко хомогенна капчица на органичната материя, която се нарича протоплазма или жива субстанция. Този термин е остарял след като се оказа, че клетката се състои от различни ясно отделни структури, които наричат \u200b\u200bклетъчната органела ("малки органи").

Химичен състав. Обикновено, 70-80% от клетъчната маса е вода, в която се разтварят различни соли и нискомолекулни органични съединения. Най-характерните компоненти на клетъчните протеини и нуклеиновите киселини. Някои протеини са структурните компоненти на клетката, други - ензими, т.е. катализатори, които определят скоростта и посоката на химични реакции, протичащи в клетки. Нуклеиновите киселини служат като носители на наследствена информация, която се осъществява в процеса на вътреклетъчен протеинов синтез.

Често клетките съдържат определено количество резерви за хранителни резерви. Растителните клетки са оборудвани главно с нишесте - полимерна форма на въглехидрати. В клетките на черния дроб и мускулите, друг въглехидрат полимер е интензивен - гликоген. Често непрекъснатите продукти включват също мазнини, въпреки че някои мазнини изпълняват различна функция, а именно служат като най-важните структурни компоненти. Протеините в клетките (с изключение на семена клетки) обикновено не са запазени.

Не е възможно да се опише типичният състав на клетката, на първо място, защото има големи разлики в количеството на основните продукти и вода. В чернодробните клетки, например, 70% вода, 17% протеини, 5% мазнини, 2% въглехидрати и 0.1% нуклеинови киселини; Останалите 6% се получават върху соли и органични съединения с ниско молекулно тегло, по-специално аминокиселини. Растителните клетки обикновено съдържат по-малко протеини, значително повече въглехидрати и малко повече вода; Изключенията са клетки, които са в покой. Безплатно зърнената зърна на пшеницата, която е източник на хранителни вещества за ембриона, съдържа прибл. 12% протеини (главно основни протеини), 2% мазнини и 72% въглехидрати. Количеството вода достига нормално ниво (70-80%) само в началото на зърнената покълване.

"Типична" животинска клетка - схематично изобразява основните клетъчни структури.

"Типична" растителна клетка - схематично изобразява основните клетъчни структури.

Някои клетки са предимно растителни и бактериални, имат външна клетъчна стена. При по-високи растения тя се състои от целулоза. Стената обгражда действителната клетка, която я предпазва от механични ефекти. Клетките, особено бактериалните, могат също да отделят лигавиците, като по този начин се образуват капсула около тях, която, подобно на клетъчната стена, изпълнява защитна функция.

Той е с унищожаването на клетъчни стени, че смъртта на много бактерии под действието на пеницилин е свързана. Факт е, че вътре в бактериалната клетка концентрацията на соли и съединенията с ниско молекулно тегло е много висока и следователно в отсъствието на укрепваща стена, причинена от осмотично налягане, притокът на вода в клетката може да доведе до разкъсването му. Пеницилин, който предотвратява стената на стената си по време на растежа на клетката, просто води до прекъсване (лизис) клетки.

Клетъчните стени и капсулите не участват в метаболизма и често те могат да бъдат разделени, без да убиват клетката. Така те могат да се считат за външни спомагателни части на клетката. В клетките на животни, клетъчните стени и капсулите обикновено отсъстват.

Действителната клетка се състои от три основни части. Под стената на клетката, ако е налична, има клетъчна мембрана. Мембраната обгражда хетерогенен материал, наречен цитоплазма. Кръговото или овалното ядро \u200b\u200bе потопено в цитоплазмата. По-долу разглеждаме по-подробно структурата и функциите на тези части на клетката.

Клетъчната мембрана

Клетъчната мембрана е много важна част от клетката. Той държи заедно всички клетъчни компоненти и отличава вътрешната и външната среда. В допълнение, модифицираните гънки на клетъчната мембрана образуват много клетки на клетките.

Клетъчната мембрана е двоен слой молекули (бимолекулен слой или счупен). Това са предимно фосфолипидни молекули и други вещества, близки до тях. Липидните молекули имат двойна природа, проявяваща се как се държат по отношение на водата. Глави на хидрофилни молекули, т.е. Ние имаме афинитет за водата и техните въглеводородни опашки от хидрофобски. Следователно, когато се смесва с водни липиди, на повърхността му се образува филм, подобен на масления филм; В този случай всичките им молекули са ориентирани еднакво: главите на молекулите във вода и въглеводородни опашки - над повърхността му.

В клетъчната мембрана два такива слоя и във всяка от тях главите на молекулите се обръщат навън, а опашките са вътре в мембраната, един към друг, а не в контакт по този начин с вода. Дебелината на такава мембрана е добре. 7 nm. В допълнение към основните липидни компоненти, той съдържа големи протеинови молекули, които са в състояние да "плуват" в липидния отвор и са разположени така, че едната страна да се обърне вътре в клетката, а другата влиза в контакт с външната среда. Някои протеини се намират само на външната или само на вътрешната повърхност на мембраната или само частично потопени в липидния двуслой.

Основната функция на клетъчната мембрана е да регулира прехвърлянето на вещества в клетката и от клетката. Тъй като мембраната е физически подобен до известна степен, подобна на маслото, веществата, разтворими в масло или в органични разтворители, като етер, лесно преминават през нея. Същото се отнася и за такива газове като кислород и въглероден диоксид. В същото време мембраната е практически непроницаема за повечето водоразтворими вещества, по-специално за захари и соли. Благодарение на тези свойства, тя е способна да поддържа химическа среда в клетката, различна от външната. Например, в кръвта, концентрацията на натриеви йони е висока, а калиевите йони са ниски, докато в вътреклетъчната течност тези йони присъстват в противоположното съотношение. Подобна ситуация е характерна за много други химични съединения.

Очевидно е, че клетката все пак не може да бъде напълно изолирана от околната среда, тъй като тя трябва да получава вещества, необходими за метаболизма и да се отърват от крайните си продукти. В допълнение, липидният двуслой не е напълно непроницаем дори за водоразтворими вещества, но непрекъснато го нарича така нареченото. Протеините, образуващи канала, създават пори, или канали, които могат да се отварят и затварят (в зависимост от промяната в протеиновата конформация) и в отворено състояние, определени йони (Na +, K +, СА2 +) се извършват по градиента на концентрация. Следователно разликата в концентрациите в клетката и външната страна не може да се поддържа единствено поради малка пропускливост на мембраната. Всъщност, той има протеини, които изпълняват функцията на молекулярната "помпа": транспортират някои вещества както вътрешни клетки, така и от него, работещи срещу градиент на концентрация. В резултат на това, когато концентрацията, например, аминокиселините вътре в клетката е висока, а външната страна е ниска, аминокиселините все пак могат да преминат от външната среда във вътрешната среда. Този трансфер се нарича активен транспорт, а енергията, доставена от метаболизма, се изразходва за него. Мембранните помпи са силно специфични: всеки от тях е способен да транспортира само йони на определен метал или аминокиселина или захар. Мембранен йонните канали също са специфични.

Такава избирателна пропускливост е физиологично много важна и нейното отсъствие е първото доказателство за клетъчна смърт. Лесно е да се илюстрира при примера на цвекло. Ако живият корен на цвекло е потопен в студена вода, той запазва пигмента си; Ако цвеклото е варено, тогава клетките умират, стават лесно пропускливи и загуба на пигмент, който оцветява водата в червено.

Големите молекули тип протеинова клетка могат да "издърпат". Под влиянието на определени протеини, ако те присъстват в течността, заобикаляща клетката, в клетъчната мембрана има пенсии, които след това се затварят, образувайки мехур - малка вода, съдържаща вода и протеинови молекули; След това мембраната около вакуола е счупена и съдържанието попада в клетката. Такъв процес се нарича пиноцитоза (буквално "питейни клетки") или ендоцитоза.

По-големите частици, като частици храна, могат да бъдат абсорбирани по същия начин по време на т.нар. Фагоцитоза. Като правило вакуола, образуван по време на фагоцитоза, е по-голям, а храната се усвоява от ензими с лизозоми във вакуола, докато мембраната го заобикаля. Този вид храна е характерен за най-простия, например за AMEB, яде бактерии. Въпреки това, способността за фагоцитоза е особена както за по-ниските животински чревни клетки, а фагоцитите - един от видовете бели кръвни клетки (левкоцити) на гръбначни животни. В последния случай значението на този процес не е в храненето на самите фагоцити, но при унищожаването на бактерии, вируси и други чужди материали, вредни за тялото.

Функциите на вакуолите могат да бъдат различни. Например, най-простият живот в прясна вода изпитва постоянен осмотичен приток на вода, тъй като концентрацията на соли вътре в клетката е много по-висока от външната страна. Те могат да разпределят вода в специален вакуол за екскретиране (контрактил), който периодично избутва съдържанието му навън.

В растителни клетки често има един голям централен вакуола, който заема почти цялата клетка; Цитоплазмата в същото време образува само много тънък слой между клетъчната стена и вакуола. Една от функциите на такава вакуола е натрупването на вода, което позволява на клетката бързо да се увеличи по размер. Тази способност е особено необходима в периода, когато растителните тъкани растат и образуват влакнести структури.

В тъканите на местата на гъста връзка от клетки, техните мембрани съдържат многобройни пори, образувани от проникващи мембранни протеини - т.нар. Връзки. Порите на съседните клетки са разположени един срещу друг, така че веществата с ниско молекулно тегло могат да просрочват от клетката към клетката - тази система за химическа комуникация координира техния поминък. Един пример за такава координация е повече или по-малко синхронно разделение на съседните клетки, наблюдавани в много тъкани.

Моделът на клетъчната мембрана, който демонстрира позицията на протеинови молекули по отношение на двойния слой на липидните молекули. Протеините на повечето клетки, разположени на повърхността на липидния двуслой или потопени в него могат да бъдат донякъде изместени в страничната посока. В клетъчната мембрана на по-високи организми има и холестерол.

Цитоплазма

В цитоплазмата има вътрешни мембрани, подобни на външните и образуващи органели от различни видове. Тези мембрани могат да се считат за гънки на външната мембрана; Понякога вътрешните мембрани представляват едно цяло число с външната, но често вътрешната гънка е опакована и контактът с външната мембрана се прекъсва. Въпреки това, дори в случай на опазване на контакт, вътрешните и външните мембрани не винаги са химически идентични. По-специално, съставът на мембранните протеини в различни клетъчни органели се различават.

Ендоплазмения ретикулум. Състои се от тубули и мехурчета мрежата от вътрешни мембрани се простира от клетъчната повърхност към ядрото. Тази мрежа се нарича ендоплазмен ретикулум. Често се отбелязва, че тръбите, отворени върху клетъчната повърхност, и ендоплазмен ретикулум, по този начин играят ролята на микроциркулационен апарат, през който външната среда може директно да взаимодейства с цялото съдържание на клетката. Такова взаимодействие се открива в някои клетки, по-специално в мускулите, но все още не е ясно дали е универсален. Във всеки случай, транспортирането на редица вещества според тези канали от една част на клетката към друго наистина се случва.

Малкият Телец, наречен рибозоми, покрива повърхността на ендоплазмения ретикулум, особено в близост до ядрото. Диаметър рибозоми. 15 nm, те се състоят половината от протеините, половината от рибонуклеинова киселини. Тяхната основна функция - синтез на протеини; Матрицата (информация) РНК и аминокиселини, свързани с транспортната РНК, са прикрепени към повърхността им. Парцелите от ретикулум, покрити с рибозоми, се наричат \u200b\u200bгруб ендоплазмен ретикулум и лишен от тях - гладко. В допълнение към рибозомите, различни ензими са прикрепени към ендоплазмения ретикулум, включително система от ензими, които осигуряват използването на кислород за образуването на стероли и да се неутрализират някои отрови. При неблагоприятни условия ендоплазният ретикулум бързо се дегенерира и затова състоянието му служи като чувствителен индикатор за здравето на клетките.

Апарат на Голджи. Машината на Golgji (Golgi комплекс) е специализирана част от ендоплазмения ретикулум, състояща се от плоски мембранни торби, събрани в купчините. Тя участва в секрецията на протеини от клетката (настъпва в нея опаковката на секретираните протеини в гранулите) и следователно е специално разработена в клетки, които извършват секреторна функция. Значението на въглехидратните групи към протеини и използването на тези протеини за конструиране на клетъчната мембрана и лезозната мембрана също е свързана с важните функции на Golgji Armatus. Някои водорасли в апарата Goldzhi се извършват синтез на целулозни влакна.

Лизозомите са малки, заобиколени от един мембранни мехурчета. Те са набрани от голгите апаратурата и, може би от ендоплазмения ретикулум. Лизозомите съдържат различни ензими, които разделят големи молекули, по-специално протеин. Поради разрушителните си действия, тези ензими са "заключени" в лизозомите и се освобождават само при необходимост. Така, с вътреклетъчното храносмилане, ензимите са подчертани от лизозомите в храносмилателни вакуоли. Лизозомите са необходими за унищожаването на клетките; Например, по време на трансформацията на адапта в една възрастна жаба, освобождаването на лизозомните ензими осигурява унищожаването на опашките клетки. В този случай това е нормално и полезно за организма, но понякога такова унищожаване на клетките е патологично. Например, при вдишване на азбест прах, той може да проникне в белодробни клетки и след това има прекъсване на лизозомите, разрушаването на клетките и белодробното заболяване се развива.

Митохондрии и хлоропласти. Митохондрии - относително големи торбични формации с доста сложна структура. Те се състоят от матрица, заобиколена от вътрешната мембрана, интермамбранно пространство и външната мембрана. Вътрешната мембрана е съставена от гънки, наречени Cristes. Върху Cristes се натрупват протеини. Много от тях са ензими, които катализират окисляването на струнните въглехидрати; Други катализират реакциите на синтеза и окисляването на мазнините. Спомагателните ензими, участващи в тези процеси, се разтварят в митохондриална матрица.

Митохондриите се срещат окисляването на органични вещества, конюгат със синтеза на аденозенфосфат (АТР). Разпадането на АТФ с образуването на аденозин инфо-фармацевтично (ADP) е придружено от освобождаването на енергия, което се консумира върху различни процеси на жизнена активност, например върху синтеза на протеини и нуклеинови киселини, транспортирането на вещества вътре клетката и от нея, предаването на нервни импулси или мускулна контракция. Следователно митохондриите са енергийни станции, обработващи "гориво" - мазнини и въглехидрати - в такава форма на енергия, която може да се използва от клетка и следователно тялото като цяло.

Растителните клетки също съдържат митохондрии, но основният източник на енергия за YIC клетки е лек. Леката енергия се използва от тези клетки за образуване на АТР и синтеза на въглехидрати от въглероден диоксид и вода.

Хлорофил - пигмент, натрупваща светлинната енергия, е в хлоропласти. Хлоропластите, като митохондрии, имат вътрешни и външни мембрани. От отглеждането на вътрешната мембрана в процеса на развитието на хлоропластите, така наречената поява. Тилакоидни мембрани; Последната образува плоскостите торбички, сглобени в купчини като колона с монета; Тези купчини, наречени безвъзмездни средства, съдържат хлорофил. В допълнение към хлорофил, в хлоропластите има всички други компоненти, необходими за фотосинтезата.

Някои специализирани хлоропласти не извършват фотосинтеза и носят други функции, например, осигуряват нишесте или пигменти.

Относителна автономия. В някои отношения митохондриите и хлоропластите се държат като автономни организми. Например, както и самите клетки, които се появяват само от клетки, митохондриите и хлоропластите се образуват само от предварително определени митохондрии и хлоропласти. Това е демонстрирано в експерименти върху растителни клетки, при които образуването на хлоропласти се потиска чрез антибиотични стрептомицин и на дрождеви клетки, където митохондриалното образование е потиснато от други лекарства. След такива влияния, клетките никога не са възстановени липсващи органели. Причината е, че митохондриите и хлоропластите съдържат определено количество свой генетичен материал (ДНК), който кодира част от тяхната структура. Ако тази ДНК се загуби, което се случва, когато образуването на образуването на органела е потискано, структурата не може да бъде пресъздадена. И двата вида органели имат собствена система за синтезиране на протеин (рибозоми и транспортна РНК), която е малко по-различна от основната протеинова-синтезираща клетъчна система; Известно е например, че протеин-синтезиращата система на органела може да бъде потисната чрез антибиотици, докато те не действат върху основната система.

ДНК органелите са отговорни за основната част от нехромозомалната или цитоплазмената, наследственост. Екметричната наследственост не подлежи на закон на Меннел, тъй като когато се разделят клетките на ДНК, органелът се предава на детските клетки и по друг начин от хромозома. Изследването на мутации, които се появяват в ДНК на органела и ДНК хромозоми, показват, че ДНК на органела е отговорна само за малката част от организацията на органела; Повечето от техните протеини са кодирани в гени, разположени в хромозоми.

Частична генетична автономия на организацията, която се разглежда и характеристиките на техните протеинови синтезиращи системи, служеха като основа за предположението, че митохондриите и хлоропластите са настъпили от симбиотични бактерии, които се установяват в клетки преди 1-2 милиарда години. Модерен пример за такава симбиоза може да сервира фина фотосинтезиране на вода, която живее в клетките на някои корали и мекотели. Водораслите осигуряват домакините си с кислород и получават хранителни вещества.

Фибриларни структури. Клетъчната цитоплазма е вискозна течност, така че може да се очаква, че поради повърхностното напрежение, клетката трябва да има сферична форма, освен в случаите, когато клетките са плътно опаковани. Това обаче обикновено не се наблюдава. Много най-прости покрития или черупки, които дават на клетката определена, неконферентна форма. Въпреки това, дори и без черупка, клетките могат да поддържат неконферентна форма поради факта, че цитоплазмата е структурирана с помощта на многобройни, доста твърди, паралелни влакна. Последните са оформени от кухи микроброти, които се състоят от протеинови единици, организирани под формата на спирала.

Някои най-прости формиращи псевдоподии са дълги тънки цитоплазмени, които улавят храна. Pseudopodia запазва формата си поради твърдостта на микротубулите. Ако хидростатичното налягане се увеличи до около 100 атмосфера, микротубулите се дезинтегрират и клетката придобива формата на капка. Когато налягането се връща към нормалното, микротубулната мощност и клетката се образуват от псевдопод. По същия начин, много други клетки реагират на промяната в налягането, което излага участието на микротубули в запазването на клетъчната форма. Сглобяването и разпадването на микротубулите, необходими за клетката, могат да бъдат бързо променени, като се появят в отсъствието на промени в налягането.

Фибриларните структури също се образуват от микротубули, които служат като клетки на клетката. Някои клетки имат брошилоид, наречени аромати, или Cilia - тяхното биене осигурява клетъчното движение във вода. Ако клетката е фиксирана, тези структури задвижват вода, частици храни и други частици към клетката или от клетката. Флагела е сравнително голяма и обикновено клетката има само една, от време на време няколко вкуса. CILIA е много по-малък и покрива цялата повърхност на клетката. Въпреки че тези структури са предимно характерни за най-простите, те могат да присъстват и в силно организирани форми. В човешкото тяло с ЦЛИАС всички дихателни пътища са били изложени. Малките частици, попадащи в тях, обикновено се проследяват със слуз на клетъчната повърхност и циливата ги насърчава заедно с слузта навън, като по този начин защитава белите дробове. Мъжките секс клетки на повечето животни и някои по-ниски растения се движат с помощта на вкус.

Има и други видове клетъчни движения. Едно от тях е амобоидно движение. AMEBA, както и някои клетки на многоклетъчни организми "поток" от място на място, т.е. Движете се поради тока на съдържанието на клетката. Постоянният ток на веществото съществува в растителните клетки, но това не води до движението на клетката като цяло. Най-изучаваният тип клетъчно движение е намаляване на мускулните клетки; Извършва се чрез плъзгащи се фибрили (протеинови прежди) спрямо един с друг, което води до съкращаване на клетката.

Ядро

Ядрото е заобиколено от двойна мембрана. Много тесен (около 40 nm) пространство между два мембрани се нарича перинуклеар. Мембраните на ядрото се прехвърлят в мембраната на ендоплазмения ретикулум и перикарнотовата площ се отваря в ретикуларния. Обикновено ядрената мембрана има много тесни пори. Очевидно чрез тях прехвърлянето на големи молекули, като информационна РНК, която се синтезира към ДНК и след това влиза в цитоплазмата.

Основната част на генетичния материал е разположена в хромозомите на клетъчното ядро. Хромозомата се състои от дълги схеми на двойна ДНК, към която са прикрепени основните (т.е. с алкални свойства) протеини. Понякога в хромозоми има няколко идентични ДНК вериги, лежащи един до друг - такива хромозоми се наричат \u200b\u200bполитензец (многови сиви). Броят на хромозомите в различни видове не е същото. Диплоидните клетки на човека съдържат 46 хромозоми или 23 двойки.

В основната хромозомна клетка, прикрепена в една или няколко точки към ядрената мембрана. При обичайното неправомерно състояние на хромозома, толкова тънък, които не се виждат в светлинния микроскоп. На определени локуси (участъци) от един или няколко хромозоми се образува плътно повикване в ядрата на повечето клетки - т.нар. Надришко. В ядрата синтез и натрупването на РНК, използвани за изграждане на рибозоми, както и някои други видове РНК.

Клетъчна дивизия

Въпреки че всички клетки се появяват чрез разделяне на предишната клетка, не всички те продължават да споделят. Например, мозъчните нервни клетки веднъж станаха, вече не се разделят. Техният брой постепенно намалява; Повредените мозъчни тъкани не могат да възстановят чрез регенерация. Ако клетките продължат да споделят, тогава се характеризират с клетъчен цикъл, състоящ се от два основни етапа: интерфаза и митоза.

Самият интерфейс се състои от три фази: G1, S и G2. Следното е тяхната продължителност, типична за растителни и животински клетки.

G1 (4-8 часа). Тази фаза започва веднага след раждането на клетката. Над фазата на G1 клетката, с изключение на хромозомите (които не се променят), увеличава тяхната маса. Ако клетката е в бъдеще, тя остава в тази фаза.

S (6-9 ч). Масата на клетката продължава да се увеличава и се появява удвояване (дублиране) на хромозомалната ДНК. Въпреки това, хромозомите остават единични според структурата, макар и удвоени по тегло, тъй като две копия на всяка хромозома (хроматид) все още са свързани помежду си по цялата дължина.

G2. Масата на клетката продължава да се увеличава, докато не е приблизително половината от първоначалната, и след това идва митоза.

Митоза

След като хромозомите се удвоиха, всяка от дъщерните клетки трябва да получи пълен набор от хромозоми. Обикновено разделение на клетките не може да осигури това - този резултат се постига чрез процес, наречен митоза. Ако не отидете в подробности, началото на този процес трябва да обмислите изграждането на хромозоми в екваториалната равнина на клетката. След това всяка хромозома надлъжно се разделя в две хроматиди, които започват да се разпръскват в противоположни посоки, ставайки независими хромозоми. В резултат на това в два края на клетката се намира на пълен набор от хромозоми. След това клетката е разделена на две и всяко дъщерно дружество получава пълен набор от хромозоми.

По-долу е описание на митоза в типична животинска клетка. Изготвено е да се разделят на четири етапа.

I. Profaz. Специална клетъчна структура - центрол - двойки (понякога това удвояване се случва в интерфазен S-период) и два центъра започват да се отклоняват до противоположните полюси на ядрото. Ядрената мембрана е унищожена; В същото време, специалните протеини се комбинират (агрегирано), образувайки микротубула под формата на нишки. Центриоли, разположен сега на противоположните стълбове на клетките, имат организиращия ефект върху микротубула, който в резултат на това се изгражда радиално, образувайки структура, наподобяваща външния вид на цветето на Astra ("звезда"). Други микротубулни нишки се разтягат от един центриол към друг, образувайки така наречената. разделения на гръбначния стълб. По това време хромозомите са в спирализирано състояние, напомнящи пружината. Те са ясно видими в светлинния микроскоп, особено след оцветяване. Във фазовия хромозом хромозомите са разделени, но хроматидите все още са свързани по двойки в зоната на центромер - хромозомни органели, подобни на функциите със центъра. Центрометрите също имат организиращия ефект върху нишките на йелите, които сега се простират от центъра на центромерата и от него до друг центрол.

II. Метафаза. Хромозом, до този момент на случаен принцип, започнете да се движите, сякаш се инжектира с шпиндели, прикрепени към техните центромери и постепенно се подразява в една равнина в определена позиция и на еднакво разстояние от двата полюса. Центромасторите, разположени в една и съща равнина, заедно с хромозомите, образуват така наречената. Екваториална плоча. Центрометри Свързващи хроматидни двойки са разделени, след което сестринските хромозоми са напълно изключени.

III. Анафас. Хромозомата на всяка двойка се движи в противоположни посоки към стълбовете, те сякаш изтеглят нишките. В същото време между центъра на сдвоените хромозоми се образуват нишки.

IV. Булфаза. Веднага след като хромозомите се приближават към противоположните полюси, самата клетка започва да се разделя по равнината, в която е разположена екваториалната плоча. В резултат на това се образуват две клетки. Коншките от йелия са унищожени, хромозомите се върти и стават невидими, около тях се образува ядрена мембрана. Клетките се връщат в етапа на интерфаза G1. Целият процес на митоза отнема около час.

Подробности за митозата са малко разнообразни в различни видове клетки. В типична растителна клетка се образува шпиндел, но няма Центриоли. В гъбите митоза се среща вътре в сърцевината, без преди предхода на ядрената мембрана.

Разделението на самата клетка, наречено цитокинеза, няма тесна връзка с митоза. Понякога един или повече митоза преминават без клетъчно делене; В резултат на това се образуват многоядрени клетки, често срещани в водораслите. Ако премахнете от микромамулиране на ядрото от морските шелети на морския таралеж, след това в шпинделът продължава да се оформя и яйцето продължава да споделя. Това показва, че наличието на хромозоми не е предпоставка за клетъчно делене.

Възпроизвеждането при използване на митоза се нарича невъзпроизвеждане, вегетативно възпроизвеждане или клониране. Най-важният му аспект е генетичен: с такова възпроизвеждане няма несъответствие между наследствените фактори в потомството. Получените дъщерни дружества генетично са същите като майчината. Митоза е единственият метод за саморазразуване на видове, които нямат сексуално размножаване, например, много едноклетъчни. Въпреки това, дори и в вида със сексуално възпроизвеждане на телесни клетки се разделят на митоза и се появяват от една клетка - оплодена яйцеклетка и следователно всички те са генетично идентични. Висшите растения могат да умножават безполезно (с митоза) разсад и мустаци (добре известен пример - ягода).

Митоза, процесът на клетъчно делене, е разделен на четири етапа. Между митотичните разделения на клетката е в етапа на мезето.

Мейоза

Сексуалното възпроизвеждане на организмите се извършва с помощта на специализирани клетки, т.нар. Игри, - яйца (яйца) и сперма (сперма). Галери, сливане, образуване на една клетка - Зигота. Всяка гама GAPLOID, т.е. Има един хромозомен комплект. Вътре в комплекта всички хромозоми са различни, но всяка хромозома на яйцето съответства на една от хромозомите на спермата. Така Zygote, по този начин вече съдържа няколко такива съответстващи хромозоми, които се наричат \u200b\u200bхомоложни. Хомоложните хромозоми са сходни, тъй като те имат същите гени или техните варианти (алели), които определят специфични характеристики. Например, един от сдвоените хромозоми може да има ген, кодиращ кръвна група А, а другата е нейната версия, която кодира кръвната група V. Хромозомни цигути, произхождащи от яйчните клетки, са майчински, и се извършват от сперматозоиди.

В резултат на множество митотични разделения, или многоклетъчният организъм произтича от получената зигота, или многобройни свободни клетки, тъй като се появява при сексуално възпроизвеждане на най-простите и едноклетъчни водорасли.

Когато игрите са формиране, диплоидният набор от хромозоми, удължени от Zygota, трябва да намалее наполовина (намалена). Ако това не се е случило, тогава във всяко поколение, сливането на тежестите би довело до удвояване на хромозомен комплект. Намаляване на хромозомите на хаплоидния брой се среща в резултат на намаление - т.нар. Maiza, която е опция за митоза.

Мейозата осигурява формирането на мъжки и женски тежести. Тя е присъща на всички растения и животни, които се размножават сексуално.

Разделяне и рекомбинация. Особеността на мейозата е тази с клетъчна дивизия, екваториалната плоча образува двойка хомоложни хромозоми, а не удвоени индивидуални хромозоми, както по време на митоза. Сдвоени хромозоми, всеки от които остава единичен, отклонявам се до противоположните клетъчни стълбове, клетката е разделена и в резултат на това детските клетки получават половината, в сравнение с зигота, набор от хромозоми.

Например, приемаме, че хаплоидният комплект се състои от две хромозоми. В Zygote (и съответно във всички клетки на организма, произвеждаща гама) има майчински хромозоми А и Б и отец А "и Б". По време на мейоза те могат да бъдат разделени, както следва:

В този пример фактът, че когато роклите на хромозомите са несъответстващи, първоначалният комплект за майчина и баща не е непременно оформен и е възможно да се рекомбинационира гените, както в геймите AV "и" в показаната схема.

Сега да предположим, че двойката хромозома АА съдържа два алела - А и В-ген, която определя кръвната група А и V. по подобен начин, чифт хромозомни ВВ хромозоми "съдържа алели m и n на друг ген, който определя кръвната група m и N. Разделянето на тези алели може да последва както следва

Очевидно е, че получените гейми могат да съдържат някоя от следните комбинации от алели от два гена: AM, BN, BM или AN.

Ако има по-голям брой хромозоми, тогава двойките на алелите ще бъдат разделени, независимо от същия принцип. Това означава, че същите зиготи могат да произвеждат основания с различни комбинации от алели от гени и да доведат до различни генотипове в потомството.

Maoyotic Division. И двата примера по-горе илюстрират принципа на мейозата. Всъщност, мейозата е много по-сложен процес, тъй като включва две последователни разделения. Основното нещо в мейозата е, че хромозомите са двойно само веднъж, докато клетката е разделена два пъти, в резултат на което редукцията на бромосомите на броя и диплоидния комплект се превръщат в хаплоид.

По време на фазата на първото разделение, хомоложните хромозоми са конюгирани, т.е. по двойки се събират заедно. В резултат на този много точен процес, всеки гена е противоположен на хомолога си върху друга хромозома. След това двата хромозома се удвояват, но хроматидите остават свързани с друг общ центромер.

В метафазата са изградени четири свързани хроматиди, образувайки екваториална пластина, сякаш са една двойна хромозома. За разлика от това, което се случва по време на митоза, центромедите не са разделени. В резултат на това всяко дъщерно дружество получава чифт хроматид, все още свързан с zvetterome. По време на второто разделение на хромозомата, вече индивидуален, отново се подрежда, образувайки, както в митоза, екваториална плоча, но тяхното удвояване не се случва. Тогава Центърците са разделени и всяко дъщерно дружество получава един хроматид.

Разделение на цитоплазмата. В резултат на две мазеотични разделения на диплоидната клетка се образуват четири клетки. Когато се образуват мъжки генитални клетки, четири сперма са около идентични размери. При образуването на яйца, разделението на цитоплазмата се среща много неравномерно: една клетка остава голяма, докато останалите три са толкова малки, че са почти изцяло заети от ядрото. Тези малки клетки, т.нар. Polar Taurus служат само за приспособяване на излишните хромозоми, образувани в резултат на мейоза. Основната част от цитоплазмата, необходима за зигота, остава в една и съща клетка - яйцеклетката.

Редуване на поколенията

Примитивни клетки: прокариоти

Цялото горещо се отнася до растителни клетки, животни, най-простите и едноклетъчни водорасли, заедно наречени ekaryotes. EUKAROTES еволюирал от по-прост форма - prokaryotov, които в момента са представени от бактерии, включително архебактерии и цианобактерии (последните са били наричани преди това кино водорасли). В сравнение с клетките на EUKARYOT, прокариотните клетки са по-малки и имат по-малко клетъчни органели. Те имат клетъчна мембрана, но няма ендоплазмен ретикулум и рибозомите са свободно плаващи в цитоплазмата. Митохондриите отсъстват, но окислителните ензими обикновено са прикрепени към клетъчната мембрана, която по този начин става еквивалентна на митохондриите. Прокариотите също са лишени от хлоропласти и хлорофил, ако има такава, присъства под формата на много малки гранули.

Prokaryotes нямат заобиколена мембрана на ядрото, въпреки че местоположението на ДНК може да бъде разкрито чрез нейната оптична плътност. Еквивалентът на хромозома е ДНК веригата, обикновено пръстен, с много по-малък брой прикрепени протеини. ДНК веригата в една точка е прикрепена към клетъчната мембрана. Митоза в Прокариотов отсъства. Той заменя следния процес: ДНК се удвоява, след което клетъчната мембрана започва да расте между съседните точки на поставяне на две копия на ДНК молекулата, която в резултат на това постепенно се различава. В крайна сметка, клетката е разделена между точките на закрепване на ДНК молекули, образувайки две клетки, всеки със собствено копие на ДНК.

Диференциация на клетките

Многоклетъчните растения и животни се развиват от едноклетъчни организми, чиито клетки са останали заедно, образувайки колония. Първоначално всички клетки са идентични, но по-нататъшното еволюция генерира диференциация. На първо място, соматичните клетки бяха диференцирани (т.е. телесни клетки) и секс клетки. Освен това, диференциацията стана по-сложна - възникнаха повече и по-различни типове клетки. Онтогенеза - индивидуално развитие на многоклетъчен организъм - повтори като цяло този еволюционен процес (филогенеза).

Физиологически клетките се диференцират отчасти чрез увеличаване на една или друга характеристика, общи за всички клетки. Например, в мускулните клетки се засилва контрактилна функция, което може да е резултат от подобряване на механизма, който извършва амелоид или друг вид движение в по-малко специализирани клетки. Подобен пример - тънкостенни коренни клетки с техните процеси, т.нар. Коренни косми, които служат за смучащи соли и вода; В една или друга степен тази функция е присъща на всички клетки. Понякога специализацията е свързана с придобиването на нови структури и функции - пример е развитието на локомоторния орган (изгаряне) в спермата.

Изследва се диференциация в клетъчно или нивото на тъканите, доста подробно. Ние знаем например, че понякога тя се движи автономно, т.е. Един вид клетка може да се трансформира в друг, независимо какъв тип клетки включват съседни. Въпреки това често се наблюдава т.нар. Ембрионалната индукция е феномен, при който един тип тъкани стимулира други видове диференцирани клетки в дадена посока.

В общия случай диференциацията е необратима, т.е. Силно диференцираните клетки не могат да се превръщат в друг вид клетки. Въпреки това, това не винаги е така, особено в растителните клетки.

Разликите в структурата и функциите в крайна сметка се определят от това какви видове протеини се синтезират в клетката. Тъй като синтезът на протеини контролира гените, и генът, настроен във всички телесни клетки, са еднакви, диференциацията трябва да зависи от активирането или инактивирането на определени гени в различни видове клетки. Регулирането на дейността на гените възниква на нивото на транскрипцията, т.е. Образуването на информационна РНК с помощта на ДНК като матрица. Само транскрибираните гени произвеждат протеини. Синтезирани протеини могат да блокират транскрипцията, но понякога го активират. В допълнение, тъй като протеините са продукти от гени, някои гени могат да контролират транскрипцията на други гени. В регулирането на транскрипцията участват и хормони, по-специално стероиди. Много активни гени могат да се умножат (двойно), за да произведат повече информация РНК.

Развитието на злокачествени образувания често се разглежда като специален случай на клетъчна диференциация. Въпреки това, появата на злокачествени клетки е резултат от промяна в структурата на ДНК (мутации), а не транскрипция и превод на процесите в нормален ДНК протеин.

Методи за изучаване на клетки

Светлинен микроскоп. В проучването на клетъчната форма и структура, първият инструмент е лек микроскоп. Неговата резолюция е ограничена до размерите, сравними с дължината на вълната на светлината (0.4-0.7 микрона за видима светлина). Въпреки това, много клетъчни структурни елементи са значително по-малки по размер.

Друга трудност е, че повечето от клетъчните компоненти са прозрачни и индексът на пречупване е почти същият като във водата. Често се използват за подобряване на видимостта, багрилата, които имат различни афинитети за различни клетъчни компоненти. Оцветяването се използва и за изучаване на клетъчна химия. Например, някои багрила са свързващи главно с нуклеинови киселини и по този начин откриват тяхната локализация в клетката. Малка част от багрилата - те се наричат \u200b\u200bв ред - могат да се използват за оцветяване на живи клетки, но обикновено клетките трябва да бъдат предварително фиксирани (използвайки вещества, коагулиращ протеин) и едва след това могат да бъдат боядисани.

Преди провеждане на изследвания, клетките или парчетата тъкан обикновено се изливат в парафин или пластмаса и след това се нарязват в много тънки секции, използвайки микротом. Този метод се използва широко в клинични лаборатории за идентифициране на туморни клетки. В допълнение към конвенционалната светлина микроскопия, също са разработени и други оптични методи за изучаване на клетки: флуоресцентна микроскопия, фазово контрастна микроскопия, спектроскопия и рентгенов структурен анализ.

Електронен микроскоп. Електронният микроскоп има допустима способност прибл. 1-2 nm. Това е достатъчно, за да изучавате големи протеинови молекули. Обикновено е необходимо да се боя и контрастира на обекта със соли на метали или метали. Поради тази причина, както и защото обектите се изследват във вакуум, само убитите клетки могат да бъдат изследвани с помощта на електронен микроскоп.

Авторадиография. Ако добавите радиоактивен изотоп до среден, абсорбиран от клетките в процеса на метаболизма, след това неговата вътреклетъчна локализация може да бъде разкрита с помощта на авторадиография. Когато използвате този метод, на филма се поставят тънки клетъчни секции. Филмът потъмнява под местата, където се намират радиоактивни изотопи.

Центрофугиране. За биохимично изследване на клетъчни клетъчни компоненти е необходимо да се унищожи - механично, химически или ултразвук. Освободените компоненти са в претеглена течност и могат да бъдат изолирани и пречистени чрез центрофугиране (най-често в градиент на плътност). Обикновено такива пречистени компоненти запазват висока биохимична активност.

Клетъчни култури. Някои тъкани могат да бъдат разделени на отделни клетки, така че клетките да останат живи и често способни да възпроизвеждат. Този факт най-накрая потвърждава идеята за клетката като единица за единство. Гъба, примитивен многоклетъчен организъм, може да бъде разделен на клетки чрез изтриване през ситото. След известно време тези клетки отново са свързани и образуват гъба. Ембрионалните животински тъкани могат да бъдат принудени да се дисоциират с ензими или други методи, които отслабват комуникацията между клетките.

Американският ембриолог Р. Харисън (1879-1959) първо показа, че ембрионалните и дори някои зрели клетки могат да растат и да се размножават извън тялото в подходяща среда. Тази техника, наречена култивиране на клетки, е била съвършенство от френския биолог А. Каррелев (1873-1959). Растителните клетки могат също да бъдат отглеждани в култура, но в сравнение с животинските клетки, те образуват големи клъстери и са фиксирани един към друг, така че тъканите се оформят в процеса на отглеждане на култура, а не отделните клетки. В клетъчната култура от отделна клетка може да се отглежда цялото възрастно растение, като моркови.

Микрохирургия. Използване на микроманипулатор, отделните части на клетката могат да бъдат изтрити, добавят или някак модифицирани. Голямата клетка на Ameb може да бъде разделена на три основни компонента - клетъчна мембрана, цитоплазма и ядрото, а след това тези компоненти могат да бъдат повторно сглобени и получаване на жива клетка. По този начин могат да се получат изкуствени клетки, състоящи се от компоненти на различни типове AMEB.

Ако вземем предвид, че някои клетъчни компоненти могат да се синтезират изкуствено, тогава експериментите върху монтажа на изкуствени клетки могат да се окажат първа стъпка към създаване на нови форми на живот в лабораторните условия. Тъй като всеки организъм се развива от една клетка, методът за производство на изкуствени клетки по принцип ни позволява да проектираме организмите от посочения тип, ако компонентите се използват малко по-различни от тези, които имат съществуващи клетки. Всъщност обаче не се изисква пълният синтез на всички клетъчни компоненти. Структурата на мнозинството, ако не всички клетъчни компоненти, се определя чрез нуклеинови киселини. Така проблемът за създаването на нови организми се намалява до синтеза на нови видове нуклеинови киселини и подмяна на натурални нуклеинови киселини в определени клетки.

Сливане на клетки. Друг вид изкуствени клетки могат да бъдат получени в резултат на сливането на клетки от един или различен вид. За да се постигне сливане, клетките са изложени на вирусни ензими; В този случай външните повърхности на двете клетки са залепени заедно, а мембраната се унищожава между тях и се образува клетка, в която са сключени два комплекта хромозоми в едно ядро. Можете да обедините клетките от различни типове или на различни етапи от разделение. Използвайки този метод, е възможно да се получат хибридни клетки на мишка и пиле, човек и мишки, мъж и жаби. Такива клетки са хибрид само първоначално и след многобройни клетъчни дивизии губят повечето хромозоми или един или друг вид. Крайният продукт става, например, по същество миши клетки, където човешки гени липсват или са налични само в малки количества. От особен интерес е сливането на нормални и злокачествени клетки. В някои случаи хибридите стават злокачествени, никой друг, т.е. И двете свойства могат да се проявят като доминиращи и като рецесивни. Този резултат не е неочакван, тъй като злокачествеността може да се нарече различни фактори и има сложен механизъм.

Елементарната и функционалната единица на всички живи на нашата планета е клетка. В тази статия ще научите подробно за неговата структура, органоидни функции, както и да намерите отговора на въпроса: "Какви са характеристиките на растенията и животинските клетки?".

Клетъчна структура

Науката, която изследва структурата на клетката и нейната функция, се нарича цитология. Въпреки незначителните си размери данните на частите на тялото имат сложна структура. Вътре има получен субстанция, наречена цитоплазма. Всички жизнени процеси се съхраняват тук и се организират компонентите на частите. Можете да научите повече за техните функции.

Ядро

Най-важната част е ядрото. От цитоплазмата го разделя, която се състои от две мембрани. Те имат пори, че веществата могат да паднат от ядрото до цитоплазмата и обратно. Вътре има ядрен сок (кариоплазма), който съдържа нуклеоло и хроматин.

Фиг. 1. Структурата на ядрото.

Това е ядрото, което управлява жизнената активност на клетката и съхранява генетичната информация.

Функциите на вътрешното съдържание на ядрото са синтез на протеин и РНК. От тях се образуват специални органели - рибозоми.

Рибозоми

Намира се около ендоплазмената мрежа, докато го прави повърхността груба. Понякога рибозомите са свободно разположени в цитоплазмата. Функциите им включват биосинтеза на протеин.

Топ 4 статиикоито четат с това

Ендоплазмения ретикулум

ЕПС могат да имат груба или гладка повърхност. Грубата повърхност се образува поради наличието на рибозоми върху него.

Функциите на EPS включват протеинов синтез и вътрешен транспорт на вещества. Някои от формираните протеини, въглехидрати и мазнини чрез каналите на ендоплазмената мрежа влизат в специални контейнери за съхранение. Тези кухини се наричат \u200b\u200bGolgi апарат, те са представени под формата на купчина "резервоари", които са отделени от цитоплазмата на мембраната.

Машина Golgi.

Най-често се намира в близост до ядрото. Тя включва трансформация на протеини и образуване на лизозоми. Този комплекс съхранява вещества, които са синтезирани от самата клетка за нуждите на целия организъм, а по-късно ще бъдат изведени от него.

Лизозомите са представени под формата на храносмилателни ензими, които са сключени с помощта на мембраната в мехурчета и се разпространяват по време на цитоплазмата.

Митохондрия

Тези органоиди са покрити с двойна мембрана:

• гладка външна обвивка;
• crysta е вътрешен слой, имащ плисета и издатини.

Фиг. 2. структурата на митохондриите.

Функциите на митохондриите дишат и трансформират хранителните вещества в енергия. Crystas са ензим, който синтезира от хранителните вещества на молекулата на АТР. Това вещество е универсален енергиен източник за всякакви процеси.

Клетъчната стена се разделя и предпазва вътрешното съдържание от външната среда. Той поддържа формата, осигурява връзката с други клетки, осигурява метаболитния процес. Мембрана на двоен слой липиди, между които се намират протеини.

Сравнителни характеристики

Растенията и животинските клетки се различават един от друг по структурата, размерите и формите. А именно:

• клетъчната стена в растителното тяло има плътна структура поради наличието на целулоза;
• растителната клетка има пласти и вакусни;
• животинска клетка има центроли, които имат значение в процеса на разделяне;
• външната мембрана на животинския организъм е гъвкава и може да придобие различни форми.

Фиг. 3. Схемата на структурата на растенията и животинските клетки.

Вземете следната таблица, за да обобщим знанието на основните части на клетъчното тяло:

Таблица "клетъчна сграда"

Какво знаехме?

Живият организъм се състои от клетки, които имат доста сложна структура. Извън нея е покрита с гъста обвивка, която предпазва вътрешното съдържание от експозицията към външната среда. Вътре има ядро, което регулира всички възникващи процеси и съхраняване на генетичен код. Около ядрото е цитоплазма с органоиди, всяка от които има свои собствени характеристики и характеристики.

Тест по темата

Оценка на доклада

Среден рейтинг: 4.3. Получени обща рейтинги: 1227.

Клетките, като тухли у дома, са строителен материал от почти всички живи организми. От какви части се състоят? Каква функция в клетката се извършва от различни специализирани структури? Тези и много други въпроси ще намерите отговори в нашата статия.

Какво е клетка

Клетката се нарича най-малка структурна и функционална единица на живите организми. Въпреки сравнително малките размери, тя формира нивото на развитие. Примери за едноклетъчни организми са зелени водорасли скамманадат и хлорела, най-простите животни от Еврлен, Амеба и Инфусория. Размерът им е наистина микроскопичен. Въпреки това, функцията на клетъчната клетка на тази систематична единица е доста сложна. Това е храна, дишане, метаболизъм, движение в пространството и възпроизвеждането.

Обща клетъчна структура

Клетъчната структура няма всички живи организми. Например, вирусите се образуват чрез нуклеинови киселини и протеинова обвивка. Клетките са растения, животни, гъби и бактерии. Всички те се отличават с характеристиките на структурата. Въпреки това, общата структура е същата. Той е представен от повърхностна апаратура, вътрешно съдържание - цитоплазма, органели и включвания. Функцията на клетките се дължи на характеристиките на структурата на тези компоненти. Например, в растенията, фотосинтезата се извършва на вътрешната повърхност на специални органели, които се наричат \u200b\u200bхлоропласти. При животни липсват тези структури. Структурата на клетката (таблицата "структурата и функцията на органела" изследва подробно всички функции) определя ролята му в природата. Но за всички многоклетъчни организми генералът е да се гарантира метаболизма и връзката между всички органи.

Клетъчна структура: таблица "Изграждане и функции на органела"

Тази таблица ще помогне за детайла със структурата на клетъчните структури.

Както виждате, всяка клетъчна органела има своя собствена сложна структура. Освен това структурата на всеки от тях определя и изпълняваните функции. Само договорената работа на всички органели позволява живота на клетъчни, тъкани и органални нива.

Основни клетъчни функции

Клетката е уникална структура. От една страна, всеки от неговия компонент играе роля. От друга страна, функцията на клетката е подчинена на един договорен работен механизъм. Това беше на това ниво, че организацията на живота се извършва съществени процеси. Един от тях е възпроизвеждане. Тя се основава на процеса, има два основни метода. Така че, гаметите са разделени от мейоза, всички други (соматични) - митоза.

Поради факта, че мембраната е полупропусклива, е възможно да се влезе в клетка и в обратна посока на различни вещества. Основата за всички метаболитни процеси е водата. Влизането в тялото, биополимери се разделят на прости съединения. Но минералите са в решения под формата на йони.

Клетъчни включвания

Клетъчните функции няма да бъдат извършени изцяло без включвания. Тези вещества са резерв на организми за неблагоприятен период. Това може да бъде суша, намаляване на температурата, недостатъчен кислород. Резервите на вещества в растителната клетка изпълняват нишесте. Тя е в цитоплазмата под формата на гранули. При животински клетки гликоген служи като резервен въглехидрат.

Какво представлява тъканите

Клетките, подобни в структурата и функциите, се комбинират в тъкани. Тази структура е специализирана. Например, всички клетки на епителната тъкан са малки, плътно се вписват един на друг. Формата им е много разнообразна. В тази тъкан практически няма такава структура да прилича на щит. Поради това епителната тъкан изпълнява защитна функция. Но всяко тяло е необходимо не само на "щита", но и връзката с околната среда. За да приложите тази функция, има специални формации в епителните формации. И растенията имат подобна структура на болестта или от свободното време. Тези структури извършват газов обмен, транспирация, фотосинтеза, терморегулация. И преди всичко тези процеси се извършват на молекулярно и клетъчно ниво.

Взаимовръзка на структурата и функциите на клетките

Функцията на клетките се дължи на тяхната структура. Всички тъкани са ярък пример за това. Така миофибрилите са способни да намалят. Това са клетки на мускулната тъкан, които извършват движението на отделни части и цялото тяло в пространството. Но съединителят е друг принцип на структурата. Този тип тъкани се състои от големи клетки. Те са в основата на целия организъм. Свързващата тъкан също съдържа голямо количество междуклетъчно вещество. Такава структура осигурява достатъчно обем. Този тип тъкан е представен с такива сортове като кръв, хрущял, костна тъкан.

Те казват, че не са възстановени ... има много различни мнения по този въпрос. Никой обаче не се съмнява, че невроните свързват целия организъм в едно цяло. Това се постига с друга характеристика на структурата. Невроните се състоят от тела и процеси - аксони и дендрити. Според тях информацията идва последователно от нервните окончания на мозъка и оттам - обратно към работните органи. В резултат на неврони, цялото тяло е свързано с една мрежа.

Така че повечето живи организми имат клетъчна структура. Тези структури са единици растения, животни, гъбички и бактерии. Общите клетъчни функции са способността да се разделят, възприемането на фактори на околната среда и метаболизма.

Всички живи същества се състоят от клетки - малки, заобиколени от мембрана от кухини, пълни с концентриран воден разтвор на химикали. Клетка - елементарна единица на структурата и жизненоважната дейност на всички живи организми (с изключение на вируси, които често се говорят както от не-резервоарни форми), което има собствен метаболизъм, способно да съществува независимо съществуване, саморазразуване и развитие. Всички живи организми или, като многоклетъчни животни, растения и гъби, се състоят от различни клетки, или, колкото много най-прости и бактерии са едноклетъчни организми. Секцията на биологията, която се занимава с изследването на структурата и живота на клетките, получи името на цитологията. Смята се, че всички организми и всички компоненти на техните клетки са настъпили еволюционни от общата молба.

Приблизителна клетъчна история

Първоначално, при действието на различни природни фактори (топлина, ултравиолетова радиация, електрически изхвърляния), се появяват първото органични съединения, които се случват като материал за изграждане на живи клетки.

Ключовият момент в историята на развитието на живота очевидно се превръща в появата на молекулите на първите репликатори. Репликаторът е особена молекула, която е катализатор за синтеза на собствените си копия или матрици, което е примитивен аналог на възпроизвеждане в животинския свят. От най-често срещаните молекули понастоящем репликаторите са ДНК и РНК. Например, ДНК молекула, поставена в чаша с необходимите компоненти, спонтанно започва да създава собствени копия (макар и много по-бавно, отколкото в клетката под действието на специални ензими).

Външният вид на молекулите на репликатори стартира механизма на химическа (постижима) еволюция. Първото същество на еволюцията е най-вероятно примитивно, състоящо се само от няколко нуклеотида, РНК молекули. За този етап тя е характерна (макар и в много обещана форма) всички основни характеристики на биологичната еволюция: размножаване, мутация, смърт, борба за оцеляване и естествен подбор.

Химическата еволюция допринесе за факта, че РНК е универсална молекула. В допълнение, той е репликатор (т.е. носител на наследствена информация), той може да извършва ензимни функции (например ензими, които ускоряват репликацията, или ензимите, които разлагат конкурентните молекули).

В някакъв момент еволюцията възниква РНК-ензима, катализиране на синтеза на липидните молекули (т.е. мазнини). Липид молекулите имат един забележителен имот: те са полярни и имат линейна структура, а дебелината на един от краищата на молекулата е по-голяма от тази на другата. Следователно липидните молекули в суспензията са спонтанно сглобени в обвивките, които се затварят във форма, за сферични. Така че РНК, синтезираща липиди, има възможност да се обгради с липидна обвивка, значително подобрена стабилност на РНК към външни фактори.

Постепенното увеличение на дължината на РНК доведе до появата на многофункционални RNAs, отделните фрагменти от които се изпълняват от различни функции.

Първите клетъчни разделения са настъпили, очевидно под действието на външни фактори. Синтезът на липидите в клетката доведе до увеличаване на неговия размер и загуба на сила, така че голямата аморфна обвивка се разделя на части под действието на механични ефекти. В бъдеще ензим е възникнал регламентиращ този процес.

Всички клетъчни форми на живот на Земята могат да бъдат разделени на две тумори въз основа на структурата на компонентите на техните клетки - прокариоти (радуклеон) и еукариоти (ядрени). Прокариотните клетки са по-прости в структурата, очевидно, те възникват в процеса на еволюцията по-рано. Еукариотните клетки са по-сложни, възникват по-късно. Клетките, които съставляват човешкото тяло, са еукариотични. Въпреки разнообразието на формите, организирането на клетки на всички живи организми е подчинено на единните структурни принципи.

Живото съдържание на клетката - протопласт - отделено от средата на плазмената мембрана или плазмата. Клетката се пълни с цитоплазма, в която са разположени различни органиди и клетъчни включвания, както и генетичен материал под формата на ДНК молекула. Всяка от органоидните клетки изпълнява своята специална функция и в съвкупността те определят жизнената активност на клетката като цяло.

Прокарниотична клетка

Прокариот (от лат. pro - преди, преди и гръцки. άρῠον - ядро, ядки) - организми, които не притежават, за разлика от еукариоти, декорирани клетъчни ядро \u200b\u200bи други вътрешни мембранни органоиди (с изключение на плоски резервоари в фотосинтетични видове, за Пример, в цианобактерии). Единственият голям пръстен (в някои видове е линейна) две-верижна ДНК молекула, която съдържа основната част от генетичния материал на клетката (така наречената нуклеоид), не образува комплекс с хистонови протеини (така наречения хроматин) . Prokaryotm включва бактерии, включително цианобактерии (синьо-зелени водорасли) и Архейй. Потомците на прокариотните клетки са органела еукариотни клетки - митохондрии и пласти.

Прокариотните клетки имат цитоплазменова мембрана, както и еукариотна. Бактериалната мембрана е двуслоен (липиден двуслоен), мембраната на архивите често е еднослойна. Мембраната на архивите се състои от вещества, различни от тези, от които се състои мембраната на бактериите. Повърхността на клетките може да бъде покрита с капсула, покритие или слуз. Те могат да имат флагела и вили.

Фиг. 1. Структурата на типичната ценова клетка

Клетъчната ядро, като EUKARYOT, отсъства в прокариота. ДНК е вътре в клетката, нареждателно се навива и поддържа от протеини. Този ДНК протеин комплекс се нарича нуклеид. Поддържат се протеини от EUSacteria, ДНК се различават от хистоните, които образуват нуклеозома (в EUKARYOTA). И хистоните на архива, и изглеждат като еукариоти. Енергийните процеси в прокариотов отиват до цитоплазмата и в специални структури - мезозоми (растеж на клетъчната мембрана, които се прилепват в спиралата, за да се увеличи повърхността, върху която синтеза на АТР). Газовите мехурчета могат да бъдат вътре в клетката, резервните вещества под формата на полифсфатни гранули, въглехидратни гранули, мазнини капчици. Сярата е включена (оформена, например, в резултат на фотосинтеза без кислород). Фотосинтетичните бактерии са сгънати структури, наречени тилакоиди, върху които идва фотосинтезата. Така, прокариоти, по принцип, има същите елементи, но без прегради, без вътрешни мембрани. Тези дялове, които са налични, са цените на клетъчната мембрана.

Формата на прокариотните клетки не е толкова разнообразна. Кръгли клетки се наричат \u200b\u200bcocki. Такъв формуляр може да има и археини и eUbacteria. Streptococci са намотки, опънати във верига. Staphilococci е "клъстер" на кокниците, dipclocks -kokki, комбинирани в две клетки, тетради - четири, и сарцини - осем. Бактериите на Shard се наричат \u200b\u200bBacillos. Две пръчки - Diplobacillas се простира във верига - стрептобачилия. Все още се отличава с бактерии от Корферм (с разширение в краищата, подобно на бобия), спистрите (дълги късообразни клетки), вибрации (къси огънати клетки) и спироделите (не като спирли). По-долу са илюстрирани всички горепосочени и се показват двама представители на архебактериите. Въпреки че Архей и бактериите принадлежат към прокариотни (неделени) организми, структурата на техните клетки има значителни разлики. Както бе споменато по-горе, бактериите имат липиден двуслой (когато хидрофобските краища се транспортират до мембраната, и заредените глави се придържат от две страни), а археоните могат да имат монослойна мембрана (заредени глави са налични от двете страни и отвътре са налични от двете страни, и вътре една молекула; тази структура може да бъде по-твърда от Bipper). По-долу е структурата на клетъчната мембрана на архебактериите.

Eukaryota.(EUCARIOTA) (от гръцки ευ - добро, напълно и κάρῠον - ядро, гайка) - организми, притежаващи, за разлика от прокариит, декорирани с клетъчна сърцевина, доставена от цитоплазмата с ядрена обвивка. Генетичният материал се сключва в няколко линейни двуеверни ДНК молекули (в зависимост от вида на организмите, техният брой на ядрото може да варира от две до няколкостотин), прикрепени от вътрешната страна на мембраната на клетъчната ядра и образуване на комплекса с протеини- Хистон, наречен хроматин. В eukaryotes има система от вътрешни мембрани, образуващи, в допълнение към ядрото, редица други органоиди (ендоплазмен мрежи, голги апарат и др.). В допълнение, огромното мнозинство имат постоянни вътреклетъчни симбионта - прокариоти - митохондрии и водорасли и растения също са пластинки.

Животинска клетка

Структурата на животинската клетка се основава на трите основни компонента - ядрото, цитоплазмата и клетъчната обвивка. Заедно с ядрото на цитоплазма образува протоплазма. Клетъчната обвивка е биологична мембрана (дял), която отделя клетката от външната среда, служи като обвивка за клетъчни органоиди и ядро, образува цитоплазмени отделения. Ако поставяте лекарството под микроскопа, структурата на животинската клетка може лесно да се види. Клетъчната обвивка съдържа три слоя. Протеин за външен и вътрешен слой и междинно съединение - липид. В този случай липидният слой е разделен на други два слоя - слой от хидрофобни молекули и слой от хидрофилни молекули, които са разположени в определен ред. На повърхността на клетъчната мембрана има специална структура - гликокаликс, която осигурява селективната способност на мембраната. Черупката преминава необходимите вещества и забавя онези, които предизвикват вреда.

Фиг.2. Структурата на животинската клетка

Структурата на животинската клетка е насочена към осигуряване на защитната функция на това ниво. Проникването на вещества през обвивката настъпва, когато цитоплазмената мембрана е пряко включена. Повърхността на тази мембрана е достатъчно значима поради извивки, отглеждане, гънки и вило. Цитоплазмената мембрана преминава както най-малките частици, така и по-големи. Структурата на животинската клетка се характеризира с наличието на цитоплазма, по-голямата част от водата. Цитоплазмата е доставчик на органоиди и включвания.

В допълнение, цитосклите - протеинови прежди, които участват в процеса на клетъчно разделяне, се разграждат чрез вътреклетъчно пространство и поддържат клетъчна форма, способността да се намалят. Важен компонент на цитоплазмата - хиадроплазма, който определя вискозитета и еластичността на клетъчната структура. В зависимост от външните и вътрешните фактори на хиалофазмата, той може да промени вискозитета си - да стане течност или гел. Изследване на структурата на животинската клетка е невъзможно да не се обърне внимание на клетъчния апарат - органоиди, които са в клетката. Всички органиди имат своята специфична структура, която се дължи на извършените функции.

Ядрото е централна клетъчна единица, която съдържа наследствена информация и участва в обмена на вещества в самата клетка. Клетъчните органоиди включват ендоплазменова мрежа, клетъчен център, митохондрии, рибозоми, комплекс от топчета, пластични, лизозоми, вакуоли. Такива органоди са във всяка клетка, но в зависимост от функцията, структурата на животинската клетка може да се различава в присъствието на специфични структури.

Функции на клетъчни органоиди: - митохондриите окисляват органични съединения и натрупват химическа енергия; - Ендоплазмената мрежа, дължаща се на наличието на специални ензими, синтезира мазнини и въглехидрати, неговите канали допринасят за транспортирането на вещества в клетката; - рибозомите синтезират протеини; - комплекс Golgi концентрира протеина, синтезирани мазнини, полизахариди, образува лизозоми и приготвя вещества за премахване на тях от клетка или директна употреба вътре в нея; - лизозомите разцепват въглехидрати, протеини, нуклеинови киселини и мазнини, в действителност, смилаещи хранителни вещества, влизащи в клетката; - клетъчният център участва в процеса на клетъчно делене; - Вакуоли, поради съдържанието на клетъчния сок, поддържат трюмовете на клетките (вътрешно налягане).

Структурата на клетките на живот е изключително трудна - набор от биохимични процеси продължава на клетъчното ниво, което в агрегата осигурява жизнената активност на тялото.

Клетката се състои от: повърхностна апаратура, цитоплазма, ядрото.

Повърхностни апарати има: мембрана, летен комплекс, комплекс под-комплекс.

Според течния мозаичен модел мембрана. \\ t двоен слоймолекули липидив които са изградени протеинови молекули.

Комплекс комплекс - Glycocalix съдържа въглехидрати и протеини.

Подправен комплекс представени от микрофибри и микроброти.

В цитоплазмата се разпределят: galoplasma, органа органел, специални органели, включване.

Галоплазми.това е колоидно решение с ензимни системи.

Orgella.- жизненоважни части на клетката. Те постоянно присъстват в клетката, имат определена структура и изпълняват определени функции.

Общо предназначение: ендоплазменова мрежа: гладка, груба; Голджи, митохондрии, рибозоми, лизозоми (първичен, вторичен), клетъчен център, пластмаси (хлоропласти, хромопласти, левкопласт);

Организации със специално предназначение: flagella, Cilia, миофибрили, неврофибрили; включване(Неподдържащи клетъчни компоненти): резервни, секреторни, специфични.

Ядросъстои се от обвивка, нудлеолин, цитаоплазма, хроматинови структури.

Фиг. четири.Структурата на животинската клетка и нейните компоненти.

Маса. един.Структурата и функциите на еукариотната клетка

Продължаване на таблицата. един

Продължаване на таблицата. един

Продължаване на таблицата. един

Продължаване на таблицата. един

Продължаване на таблицата. един

Продължаване на таблицата. един

Продължаване на таблицата. един

Продължаване на таблицата. един

Въпроси за самоконтрол

1. Какво е клетка?

2. Какви са клетките на клетките?

3. Какво е включването?

4. Какви компоненти се състоят от клетка?

5. Какви са клетките на клетката?

6. Каква структура има клетъчна мембрана?

7. Какво е част от цитоплазмата?

8. Какъв вид обща организация присъстват в растителната и животинската клетка?