Живая клетка. Внутренний состав. Клетки растений

Основными единицами жизни являются клетки - своего рода блоки, из которых построены все живые организмы. В большинстве своем клетки очень малы: их размеры не превышают тысячных долей миллиметра. В человеческом организме, например, насчитывается около 10¹⁴ клеток, и все они гармонично связаны в единое целое. Но независимо от того, живут ли клетки сами по себе, как бактерии или простейшие (одноклеточные организмы), или входят в состав сложного многоклеточного организма (такого, как лошадь или человек), все они наделены своими главными качествами: способностью к обмену веществ и размножению.

Клетка изнутри. Форма клеток очень разнообразна [2, 5]. Клетки животных, например, могут быть округлыми - таковы клетки печени, шиповатыми - клетки кости, плоскими — клетки поверхностных слоев кожи или сильно вытянутыми, подобно нервным клеткам, длинные отростки которых проникают из одной части тела в другую. Но, несмотря на эти морфологические различия, отражающие различия функциональные, в организации всех клеток животных много общего, поскольку они обладают свойствами и потребностями, характерными для всех живых организмов.

Основная функция мышечных клеток - сокращение. Поэтому они заполнены особыми белковыми волокнами, состоящими из актина и миозина. Их взаимодействие вызывает сокращение клетки. Приток энергии извне, необходимый для того, чтобы вызвать сокращение, обеспечивается деятельностью многочисленных митохондрий

Приказы, посылаемые нервными клетками, воспринимаются тонкими веточками, дендритами, расположенными на одном конце нервной клетки (вытянутое темное пятно), и передаются далее по длинному волокну, аксону, другим нервам, мышцам или железам

Упрощенно клетку можно представить в виде сферы с тонкой наружной оболочкой (плазматической мембраной), в которой заключена меньшая по размеру, но более плотная внутренняя сфера-ядро, взвешенное в студенистом веществе (цитоплазме).

Все животные клетки построены по единому плану. Ядро представляет собой окруженный мембраной мешочек, в котором заключен генетический материал клетки. Генетическая информация закодирована в молекулах ДНК, которые, объединяясь с белками, образуют хромосомы.

Мембрана ядра имеет отверстия, играющие, вероятно, важную роль, поскольку через них осуществляется обмен веществ между ядром и цитоплазмой. В цитоплазме находятся многочисленные мелкие структуры - органеллы. Среди них особенно выделяются митохондрии - продолговатые тельца, ведающие энергопродукцией.

В цитоплазме же располагаются особые многослойные мембранные системы- гладкая и шероховатая эндоплазматические сети и комплекс Гольджи. Гладкая эндоплазматическая сеть связана с синтезом жиров, а шероховатая - с синтезом белков, предназначенных к выводу из клетки.

Гранулярная природа шероховатой эндоплазматической сети обусловлена присутствием на поверхности ее мембран округлых рибосом, ведающих «сборкой» белковых молекул. Комплекс Гольджи участвует, как полагают, в перестройке некоторых из этих белков. Носители ферментов - лизосомы - занимаются расщеплением поступающих в клетку крупных молекул.

При более тщательном изучении плазматическая мембрана клетки [4] оказалась похожей на бутерброд, в котором «хлеб» представлен белковым слоем, а «масло» - молекулами жира. Эта мембрана-не просто пограничный слой, она активно участвует во многих клеточных процессах. Так, в клетку все время поступает и из нее выводится различный материал [7, 8, 9], и происходит это, по- видимому, через специальные участки мембраны, которые действуют как каналы избирательного транспорта: пропускают только необходимые клетке вещества.

При увеличении в 2 млн. раз видно, что плазматическая мембрана имеет слоистое строение [А]. Модели мембраны изображают жировые глобулы [Б], жировые слои [В, Д] и белковый канал [Г]

Проникновение веществ в клетку через ее мембрану [2] во многом зависит от свойств внутренней и внешней среды. Переход молекул [1] может, например, происходить за счет диффузии, если концентрация вещества снаружи выше, чем внутри.

Этот пассивный процесс продолжается до тех пор, пока концентрации по обеим сторонам мембраны не уравняются. Молекулы диффундируют в клетку из пищеварительного тракта в ходе переваривания пищи

Из растворов с низкой концентрацией клетки усваивают молекулы путем активного транспорта, требующего энергетических затрат. Молекулы-переносчики [1] (в клеточной мембране) «захватывают» поступающие молекулы [2] на наружной поверхности мембраны и освобождают их на ее внутренней стороне

Плазматическая мембрана является зоной контакта между внутренним содержимым клетки и окружающей ее средой. В этом ее коммуникативные функции. Соседние клетки обычно тесно связаны между собой крошечными нитевидными отростками (десмосомами), контактирующими друг с другом. На поверхности мембраны располагаются специальные рецепторы, взаимодействующие с особыми химическими агентами, например гормонами.