Строение клетки эукариот - ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

Клеточная стенка (оболочка)

Клеточная стенка растений состоит из целлюлозы и пектиновых веществ, а у грибов - из хитина. У животных она отсутствует (см. табл. 5.1).

Оболочка обеспечивает защиту, прочность и форму клетки, участвует в транспорте веществ. Под ней располагается цитоплазматическая мембрана.

Мембрана (плазмалемма)

Состав и функции

В состав мембраны входят два слоя фосфолипидов (составляют ее основную часть) и белки. Молекулы липидов полярные и состоят из полярных гидрофильных головок и неполярных гидрофобных хвостов. В мембране гидрофильные головки липидов расположены на внешней и внутренней поверхностях, а гидрофобные хвосты смотрят вовнутрь. Белки мембраны могут быть поверхностными, интегральными (пронизывают мембрану насквозь) и полуинтегральными (погружены в мембрану).

Для клеток животных характерен гликокаликс, представляющий собой внешний по отношению к мембране слой и состоящий из углеводов. Он обеспечивает восприятие информации, в его составе имеются рецепторы тканевой совместимости.

Функции биологической мембраны: барьерная; обеспечение взаимодействия клеток; поддержание формы клетки; рецепторная; транспорт веществ в клетку и из нее.

Транспорт веществ в клетку и из нее

Для микромолекул. Выделяют активный и пассивный транспорт. Активный транспорт идет с затратами энергии, а пассивный — без них. С помощью пассивного транспорта двигаются вода, жирорастворимые вещества, кислород, углекислый газ. К нему относят осмос и диффузию (простую и облегченную). Активный транспорт осуществляется с помощью ионных насосов. К нему относят перенос веществ с участием ферментов-переносчиков, идущий против градиента концентрации.

Для макромолекул. Транспорт веществ происходит с помощью активного захвата мембраной клетки веществ: фагоцитоза (твердые вещества) и пиноцитоза (жидкости с растворенными в ней веществами). Оба процесса энергозависимы и происходят по сходному принципу: на поверхности клетки вещество окружается мембраной в виде вакуоли, которая перемещается внутрь.

Цитоплазма

В цитоплазме различают основное вещество (гиалоплазму или матрикс), органеллы (органоиды) и включения. Расположена цитоплазма между ядром и мембраной.

Основное вещество заполняет пространство между плазмалеммой, ядерной оболочкой и другими внутриклеточными структурами. Оно образует внутреннюю среду клетки, которая объединяет все внутриклеточные структуры и обеспечивает их взаимодействие друг с другом. В матриксе осуществляются многие процессы: гликолиз, распад веществ до мономеров и т. д.

Органеллы (органоиды) - структуры цитоплазмы, выполняющие в клетке специфические функции. Органеллы могут быть одно- и двумембранными (митохондрии и пластиды) и немембранными (табл. 5.3).

Клеточные включения — это непостоянные образования, возникающие и исчезающие в процессе жизнедеятельности клетки, т. е. это продукты клеточного метаболизма. Чаще всего находятся в цитоплазме, реже в органоидах пли в ядре.

Органоиды клетки

Органоид	Строение	Функции
Мембранные
Эндоплазматическая сеть	Система соединенных между собой канальцев и полостей различной формы и размера. Бывает двух видов: гладкая и гранулярная, или шероховатая (на ней находятся рибосомы)	Шероховатая мембрана - синтез и внутриклеточный транспорт белков. Гладкая мембрана - синтез липидов и углеводов, резервуар ионов кальция
Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс)	Расположен около ядра; состоит из мембранных цистерн, уложенных в стопку. Отдельная часть аппарата Гольджи - диктиосома. На концах ее цистерн образуются пузырьки, отделяющиеся от них (так осуществляется транспорт веществ и связь с другими клеточными структурами)	Сортировка и упаковка макромолекул, накопление и транспорт веществ, участие в образовании лизосом
Лизосомы	Пузырьки, содержащие ферменты, действующие на все виды органических веществ. Выделяют первичные (образуются в аппарате Гольджи) и вторичные (пищеварительная вакуоль) лизосомы	Расщепление органических веществ, старых частей клетки, целых клеток и даже отдельных органов (хвост головастика)
Вакуоль	Крупная полость в центре клетки, заполненная клеточным соком. Встречается только у растений (до 90% объема клетки) и одноклеточных животных (сократительные и пищеварительные вакуоли)	Запасание воды и различных веществ, окраска различных частей растения, поддержание внутреннего (тургорного) давления клетки
Митохондрии	Органеллы с двойной мембраной - наружной гладкой и внутренней с многочисленными выростами (кристами). Могут размножаться делением надвое. Между мембранами находится пространство. Ферменты локализуются на внутренней мембране. Внутри находится матрикс - вещество, содержащее кольцевую ДНК, РНК, 708 рибосомы и белки. В нем синтезируются собственные белки митохондрий	Участие в энергетическом обмене клетки — синтез молекул АТФ
Пластиды	Встречаются только у растений и некоторых простейших. Могут размножаться. Типы пластид: 1) лейкопласты (бесцветные) - обычно в органах, скрытых от солнечного света; 2) хлоропласты (зеленые) - содержат хлорофилл, имеют две мембраны (внутренняя мембрана двух типов: плоские, протяженные ламеллы и плоские, дисковидные пузырьки - тилакоиды; часть тилакоидов собрано наподобие стопки в группы, называемые гранами), в матриксе есть ДНК, РНК и 708 рибосомы;	Фотосинтез, окраска различных частей растения, запасание веществ
	3) хромопласты (желто-оранжевые) - содержат пигменты (каротиноиды), встречаются в окрашенных органах (лепестках, плодах, корнеплодах); внутренняя мембрана обычно отсутствует
Немембранные
Клеточный центр	Есть у животных и низших растений; у высших растений отсутствует. Состоит из двух центриолей и микротрубочек	Организация цитоскелета; участие в делении клетки (образует веретено деления) и в образовании жгутиков и ресничек
Рибосомы и полисомы	Сферические структуры, состоящие из двух субъединиц - большой и малой. Содержат р-РНК и белки. Находятся на эндоплазматической сети или свободно располагаются в цитоплазме. Участвуют в образовании полисомы - структуры, состоящей из одной и-РНК и нескольких расположенных на ней рибосом	Биосинтез белка(полисомы)
Реснички и жгутики	Есть не во всех клетках. Внутри расположены микротрубочки (9 + 2): девять двойных образуют стенку цилиндра, в центре которого находится две микротрубочки. В основании есть базальные тельца	Обеспечение движения клетки

Ядро

Ядро состоит из ядерной оболочки, ядерного сока (кариоплазмы или нуклеоплазмы), ядрышка (обычно одно или два) и хроматина (вещества хромосом). Отвечает за хранение наследственной информации.

Ядерная оболочка (кариолемма) состоит из двух мембран. Через определенные интервалы обе мембраны сливаются друг с другом, образуя поры - отверстия в ядерной мембране. Через них происходит обмен веществ с цитоплазмой. Ядерная оболочка клетки обособляет хромосомы от цитоплазмы.

Основу кариоплазмы составляют белки. Она содержит ферменты, необходимые для синтеза нуклеиновых кислот и рибосом, а также РНК.

Ядрышки - непостоянные структуры ядра, место сборки рибосом. Они исчезают в начале деления клетки и вновь появляются к концу этого процесса.

Хромосомы состоят из ДНК и белков гистонов. В интерфазе они представлены клубком тонких деспирализованных нитей, различимых только в электронный микроскоп. В цитологии хромосомное вещество в интерфазе называют хроматином. Различают гетерохроматин (неактивные участки) и эухроматин (активные участки). В процессе деления клетки хроматин конденсируется, образуя компактные структуры - хромосомы, различимые з световой микроскоп.

Во время деления хромосомы лучше всего видны в микроскоп в стадии метафазы. В этот период хромосомы состоят из двух хроматид, связанных между собой первичной перетяжкой (центромерой), разделяющей каждую хроматиду

на два участка - плеча. У некоторых хромосом, помимо центромеры, встречаются дополнительные вторичные перетяжки. На этих участках происходит образование ядрышек в интерфазе.

Хромосомы, отличающиеся друг от друга морфологически, называют негомологичными, а хромосомы, имеющие сходное строение и размеры, - гомологичными. В диплоидном наборе каждая хромосома имеет гомологичную ей хромосому. У человека в диплоидном наборе 46 хромосом, из них 44 — аутосомы и одна пара половых хромосом (XX у женщин и ХУ у мужчин).