Реферат: Учение о клетке

Рибосомы — постоянная составная часть клетки. Часть их располагается в гиалоплазме свободно, другая часть прикреплена к поверхности мембран эндоплазматической сети. Последние функционально более активны. Рибосомы могут располагаться на мембране поодиночке или объединяться в группы по 4—40 единиц, образуя цепочки — полисомы или полирибосомы, в которых отдельные рибосомы связаны между собой нитевидной молекулой мРНК. Рибосомы несколько меньшего размера содержатся в митохондриях и пластидах.

Основная функция рибосом — «сборка» белковых молекул из аминокислот. Митохондрии (от греч. митос — нить, хондрион — зерно,гранула).

Содержатся во всех аэробных эукариотических клет-ках. Митохондрии впервые обнаружил в мышечных клетках Лёлликер (1850). Митохондрии—микроскопические структуры размером от 0,5(0,3) до 1мкм в поперечнике и от 2 до 5—7мкмв длину. Форма их разнообразна: от сферических глыбок (зерны-шек) до телец нитевидной формы. Число митохондрии в клетке ко­леблется в широких пределах и зависит от типа тканей и возраста слагающих их клеток. Митохондрии способны перемещаться в клет-ке. При этом они концентрируются преимущественно возле ядра, хлоропластов и других органелл, где процессы жизнедеятельности наиболее интенсивны.

Каждая митохондрия окружена двумя мембранами — наружной и внутренней, между которыми находится бесструктурная жидкость матрикс.

В клетках животных внутренняя мембрана митохондрии образует на продольной оси многочисленные складки — гребни, а в клетках растений — извилистые трубочки (кристы), увеяичивающие рабочую площадь, на которой расположены окислительные ферменты, участвующие в синтезе АТФ. Промежутки между кристами, или трубочками, также заполнены матриксом. В матриксе митохондрии обычно встречаются более мелкие, чем в гиалоплазме, рибосомы и молекулы ДНК.

В митоховдриях осуществляется процесс дыхания. На их внутренних мембранах окисляются пищевые продукты (углеводы, жиры и др.) и накапливается химическая энергия в макроэргических фосфатных связях АТФ. Следовательно, митохондрии можно назвать энергетическими центрами клетки. Число митохондрии в клетке увеличивается путем деления надвое в результате образования перетяжек перпендикулярно их продольной оси.

Лизосомы (от греч. лизис — растворяю, сома — тело). Органеллы величиной 0,5—2 мкм. Обнаруживаются в клетках большинства эукариотических организмов, но особенно много их в тех животных клетках, которые способны к фагоцитозу. Они име­ют сферическую форму, окружены мембраной и заполнены густо- зернистым матриксом. Лизосомы содержат ферменты, которые, могут разрушать белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды и другие органические соединения при внутриклеточном пищеварении. Число ферментов в лизосомах так велико, что при освобождении они способны разрушить всю клетку. Образноих на­зывают «органеллами самоубийства».

Большое значение имеет очищение с помощью лизосом полости клетки после отмирания ее протопласта (например, при формировании сосудов и трахеид у растений). По происхождению лизосомы являются производными эндоплазматической сети или аппарата Гольджи.

Аппарат Гольджи. Эта структура названа по имени открывшего ее в 1898 г. итальянского ученого К. Гольджи и до недавнего времени признавалась как компонент только животной клетки. Однако с помощью электронного микроскопа выяснилось присутствие аппарата Гольджи почти во всех типах и растительных клеток.

Аппарат Гольджи состоит из диктиосом. Каждая диктиосома представляет собой стопку плоских мешочков — цистерн диаметром около 1мкм и толщиной 20—25 нм, отграниченных мембраной и расположенных параллельно друг другу. Число цистерн в диктиосоме 5—7. От краев цистерн отчленяются пузырьки различного диаметра — пузырьки Гольджи. Вся структура носит полярный ха­рактер. Имеются формирующий полюс диктиосомы, где возникают новые цистерны, и секретирующий полюс, где цистерна распадается и образуются секретирующие пузырьки. Такое обновление происходит постоянно и сопровождается повышением активности цистерн по мере продвижения к секреторному полюсу, что выра­жается в увеличении числа отчленяемых пузырьков. Новые цистер­ны образуются на формирующем полюсе из элементов эндоплазматической сети.

В животных клетках аппарату Гольджи уже давно приписыва­лась секреторная функция. К настоящему времени для раститель­ных клеток выяснено, что диктиосомы являются центром синтеза, накопления и секреции полисахаридов клеточной стенки. Об этом свидетельствует усиление их активности в области «клеточной пластинки», т.е. в той области, где после деления ядра (митоза или мейоза) между двумя только что образовавшимися дочерними ядрами закладывается новая клеточная стенка. При этом пузырьки Гольджи направляются к нужному месту на клеточной пластинке при помощи микротрубочек и здесь сливаются. Их мембраны ста­новятся частью новых плазмалемм дочерних клеток, а их содержимое используется для построения стенок этих клеток. В каждой растительной клетке обнаруживается несколько диктиосом. В животных клетках чаще встречается одна диктиосома.

Микротрубочки. Это полые цилиндрические органеллы, содержащиеся почти во всех эукариотических клетках. Они представляют собой очень тонкие трубочки (диаметр 24 нм, длина не-сколько микрометров), лишенные мембранной структуры. Их стенки толщиной около 5 нм построены из спирально упакованных глобулярных субъединиц белка — тубулина. Растут микротрубочки с одного конца путем добавления тубулиновых субъединиц. Микротрубочки принимают участие в различных внутриклеточных процессах: входя в состав центриолей и веретена деления ядра, регулируют расхождение хроматид или хромосом, обеспечивая их движение за счет скольжения микротрубочек, входящих в состав базальных телец ресничек и жгутиков, а также, как отмечалось выше, перемещают в нужном направлении пузырьки Гольджи.

Клеточный центр. Это органелла, находящаяся вблизи ядра в клетках животных. Она состоит из двух маленьких телец цилиндрической формы (центриолей), расположенных под прямым углом друг к другу. Центриоли содержат ДНК и относятся к самовоспроизводящимся органеллам цитоплазмы. Стенка центриоли состоит из микротрубочек. Центриоли играют важную роль при делении клетки: от них начинается рост микротрубочек, формирующих веретено деления.

Органеллы движения клеток. К ним относятся реснички и жгутики (миниатюрные выросты клеток в виде волосков), с помощью которых одноклеточные организмы легко движутся в жидкой среде. Они широко распространены как у одноклеточных, так и у многоклеточных животных. Среди простейших с помощью жгутиков перемещаются жгутиконосцы, а с помощью ресничек — инфузория туфелька. Целый ряд одноклеточных организмов л отдельных клеток животных движется с помощью выпячивания участков тела — ложноножек (амеба, слизевики, лейкоциты). Такой способ передвижения называется амебоидным. У многоклеточных животных и растений с помощью жгутиков передвигаются сперматозоиды и зооспоры. Ядро. Это органелла, где хранится и воспроизводится наследственная информация, определяющая признаки данной клетки и всего организма в целом. Ядро является также центром управления обмена веществ клетки, контролирующим деятельность всех других органелл. Поэтому, если ядро удалить, клетка, как правило, погибает.

Форма ядра чаще всего шаровидная или эллипсоидальная, реже линзообразная или веретеновидная. Размер ядра очень изменчив и зависит от вида организма, а также от возраста и состояния клетки. Иногда «рабочая поверхность» ядра увеличивается путем образования лопастей или отростков. В физико-химическом отно­шении ядро клетки представляет собой комплекс гидрофильных коллоидов более вязкой консистенции, чем коллоидная система цитоплазмы.

По химическому составу ядро резко отличается от остальных органелл высоким (15—30 %) содержанием ДНК и РНК (12,1 %). Почти вся ДНК клетки (99 %) находится в ядре, где она образует комплексы с белками — дезоксирибонуклеопротеиды (ДНП). Основное вещество ядра — сложные белки (протеины). В ядре есть также липиды, вода, ионы Са ⁺ и Mg⁺ .

Общий план строения ядра одинаков как у растительных, так и у животных клеток. Структура же компонентов ядра существенно изменяется на разных фазах жизненного цикла клетки, что связано с различием выполняемых ядром функций. В связи с этим выделяют три состояния ядра: 1) делящееся ядро, выполняющее функцию передачи наследственной информации от клетки к клетке; 2) ядро, синтезирующее (редупликация) наследственный материал — ДНК (это состояние характерно для ядер в промежутках между де­лениями); 3) рабочее ядро живых неделящихся клеток, выполня­ющее функцию управления жизнедеятельностью клетки.

В ядре различают: 1) ядерную оболочку; 2) хроматин (хромо­сомы); 3) одно-два, иногда несколько ядрышек; 4) ядерный сок.

Ядерная оболочка. Она имеет малую толщину и поэто­му не видна в световом микроскопе. Она состоит из двух мембран, разделенных бесструктурным матриксом, сходным с матриксом ка­налов эндоплазматической.сети. Наружная мембрана ядерной обо­лочки непосредственно связана с каналами эндоплазматической сети. Поверхность ее покрыта рибосомами.

Ядерная оболочка содержит своеобразные структуры — ядерные поры. В них наружная и внутренняя ядерные мембраны слиты по краям. Диаметр пор от 30 до 100 нм. Число пор также колеблется, занимая в зависимости от метаболической активности ядра и вида организма от 10 до 50 % общей площади его поверхности. Поры — это не простые отверстия, а сложные структурные образования, обеспечивающие избирательную проницаемость. Ядерная оболочка контролирует обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Из ядер­ного сока в гиалоплазму проходят макромолекулы, в том числе предшественники рибосом, и осуществляется транспорт белков в обратном направлении.

Хроматин, или хромосомы (от греч. хрома — цвет, сома — тело). Это основной морфологический компонент ядра. Под световым микроскопом на фиксированных и окрашенных препара­тах он выявляется в виде сети из тонких длинных нитей, а также , мелких гранул. Исследованиями ядра под электронным микроско­пом установлено, что основу хроматина составляют тонкие (10 нм) нити (фибриллы), скрученные в спирали. По химическому составу они представляют собой на 90 % дезоксирибонуклеопротеиды и на

Рис. 5. Строение хромосом. Л— типы хромосом; Б, В— тонкое строение хромосом:

/— центромера, 2— спирально закрученная нить ДНК, 3— хроматида

10 % рибонуклеопротеиды. Хроматин — это деспирализованные и гидратированные хромосомы. Таким образом, хромосомы присутствуют в ядре всегда, но в рабочем ядре они обычно не видны, так как находятся в «разрыхленном» состоянии.

Хромосомы хорошо видимы в световой микроскоп во время митоза. Для клеток каждого вида характерно постоянное число хромосом определенной величины и формы. Совокупность хромосом называется хромосомным набором.

Число хромосом в соматических клетках (от лат. soma — тело) обычно двойное (диплоидное). Оно получается после слияния двух половых клеток, в которых всегда одинарное (гаплоидное) число хромосом. Каждый гаплоидный набор обозначается через п, а диплоидный — через 2n.

Размеры и форма хромосом одного гаплоидного набора не одинаковы, но в каждой половой к?