Біологія клітини в загальних рисах відома кожному зі шкільної програми. Пропонуємо вам згадати вивчене колись, а також відкрити для себе щось нове про неї. Назва «» клітка «» була запропонована ще в 1665 році англійцем Р. Гуком. Однак лише в 19 столітті її почали вивчати систематично. Учених зацікавила, серед іншого, і роль клітини в організмі. Вони можуть бути в складі безлічі різних органів і організмів (ікринок, бактерій, нервів, еритроцитів) або ж бути самостійними організмами (найпростішими). Незважаючи на все їх різноманіття, у функціях і будові їх виявляється багато спільного.
Функції клітини
Всі вони різні за формою і часто за функціями. Можуть відрізнятися досить сильно і клітини тканин і органів одного організму. Однак біологія клітини виділяє функції, які притаманні всім їх різновидам. Саме тут завжди відбувається синтез білків. Цей процес контролюється генетичним апаратом. Клітина, яка не синтезує білки, по суті мертва. Жива клітина - це та, компоненти якої весь час змінюються. Однак основні класи речовин при цьому залишаються незмінними.
Всі процеси в клітці здійснюються з використанням енергії. Це харчування, дихання, розмноження, обмін речовин. Тому жива клітина характеризується тим, що в ній весь час відбувається енергетичний обмін. Кожна з них має загальну найважливішу властивість - здатність запасати енергію і витрачати її. Серед інших функцій можна відзначити поділ і дратівливість.
Всі живі клітини можуть реагувати на хімічні або фізичні зміни середовища, що оточує їх. Ця властивість називається збудливістю або дратівливістю. У клітинах при збудженні змінюється швидкість розпаду речовин і біосинтезу, температура, споживання кисню. У такому стані вони виконують функції, властиві їм.
Будова клітини
Її будова досить складна, хоча вона вважається найпростішою формою життя в такій науці, як біологія. Клітини розташовані в міжклітинній речовині. Воно забезпечує їм дихання, харчування і механічну міцність. Ядро і цитоплазма - основні складові частини кожної клітини. Кожна з них покрита мембраною, будівельний елемент для якої - молекула. Біологія встановила, що мембрана складається з безлічі молекул. Вони розташовані в кілька шарів. Завдяки мембрані речовини проникають вибірково. У цитоплазмі знаходяться органоїди - найдрібніші структури. Це ендоплазматична мережа, мітохондрії, рибосоми, клітинний центр, комплекс Гольджі, лізосоми. Ви краще зрозумієте, як виглядають клітини, вивчивши малюнки, представлені в цій статті.
Мембрана
Під час розгляду клітини рослини в мікроскоп (наприклад, корінця цибулі) можна помітити, що її оточує досить товста оболонка. У кальмара є гігантський аксон, оболонка якого зовсім іншої природи. Однак не вона вирішує, які речовини слід або не слід пускати в аксон. Функція оболонки клітини полягає в тому, що вона є додатковим засобом захисту клітинної мембрани. Мембрану називають «кріпаком клітини». Однак це справедливо лише в тому сенсі, що вона захищає і захищає її вміст.
І мембрана, і внутрішній вміст кожної клітини складаються звичайно з одних і тих же атомів. Йдеться про вуглецю, водень, кисень та азот. Ці атоми знаходяться на початку таблиці Менделєєва. Мембрана являє собою молекулярне сито, дуже дрібне (товщина її в 10 тисяч разів менше товщини волосся). Її пори нагадують вузькі довгі проходи, зроблені в кріпосній стіні якогось середньовічного міста. Їх ширина і висота менше довжини в 10 разів. Крім того, отвори в цьому ситі дуже рідкісні. У деяких клітин пори займають лише одну мільйонну частку від всієї площі мембрани.
Ядро
Біологія клітини також цікава з точки зору ядра. Це найбільший органоїд, що першим привернув увагу вчених. У 1981 році клітинне ядро було відкрито Робертом Брауном, шотландським вченим. Цей органоїд є своєрідною кібернетичною системою, де відбувається зберігання, переробка, а потім передача в цитоплазму інформації, обсяг якої дуже великий. Ядро дуже важливе в процесі спадковості, в якому воно відіграє головну роль. Крім того, воно виконує функцію регенерації, тобто здатне відновлювати цілісність всього клітинного тіла. Цей органоїд регулює всі найважливіші відправлення клітини. Що стосується форми ядра, найчастіше вона буває шароподібною, а також яйцівидною. Хроматін - найважливіша складова частина цього органоїду. Це речовина, яка добре забарвлюється особливими ядерними фарбами.
Подвійна мембрана відділяє ядро від цитоплазми. Ця мембрана пов'язана з комплексом Гольджі і з ендоплазматичною мережею. На ядерній мембрані є пори, через які одні речовини легко проходять, а іншим це зробити важче. Таким чином, проникність її виборча.
Ядерний сік - це внутрішній вміст ядра. Він заповнює простір між його структурами. Обов'язково в ядрі присутні ядришки (одне або кілька). У них утворюються рибосоми. Є прямий зв'язок між розміром ядришок і активністю клітини: ядришки тим більші, чим активніше відбувається біосинтез білка; і, навпаки, в клітинах з обмеженим синтезом вони або зовсім відсутні, або невеликі.
У ядрі знаходяться хромосоми. Це особливі нитевидні утворення. Крім статевих, у ядрі клітини людського тіла є по 46 хромосом. У них записана інформація про спадкові задатки організму, яка передається потомству.
У клітин зазвичай є одне ядро, проте є й багатоядерні клітини (у м'язах, у печінці тощо). Якщо видалити ядра, решта клітин зроблять нежиттєздатними.
Цитоплазма
Цитоплазма являє собою безбарвну слизову напівжидку масу. У ній міститься близько 75-85% води, приблизно 10-12% амінокислот і білків, 4-6% вуглеводів, від 2 до 3% ліпідів і жирів, а також 1% неорганічних і деяких інших речовин.
Вміст клітини, що знаходиться в цитоплазмі, здатний рухатися. Завдяки цьому органоїди розміщуються оптимально, а біохімічні реакції протікають краще, як і процес виділення продуктів обміну. Різні освіти представлені в шарі цитоплазми: поверхневі вирости, джгутики, реснички. Цитоплазму пронизує сітчаста система (вакуолярна), що складається з ущільнених мішечків, бульбашок, канальців, що сполучаються між собою. Вони пов'язані з зовнішньою плазматичною мембраною.
Ендоплазматична мережа
Цей органоїд був названий так через те, що він знаходиться в центральній частині цитоплазми (з грецької мови слово «» ендон «» перекладається як «» всередині «»). ЕПС - дуже розгалужена система бульбашок, трубочок, канальців різної форми і величини. Вони відмежовані від цитоплазми клітини мембранами.
Розрізняються два види ЕПС. Перший - гранулярна, яка складається з цистерн і канальців, поверхня яких усіяна гранулами (зернятками). Другий вид ЕПС - агранулярна, тобто гладка. Гранами є рибосоми. Цікаво, що переважно гранулярна ЕПС спостерігається в клітинах зародків тварин, тоді як у дорослих форм вона зазвичай агранулярна. Як відомо, рибосоми є місцем синтезу білка в цитоплазмі. Виходячи з цього, можна зробити припущення, що гранулярна ЕПС буває переважно в клітинах, де відбувається активний синтез білка. Агранулярна мережа, як вважається, представлена в основному в тих клітинах, де протікає активний синтез ліпідів, тобто жирів і різних жироподібних речовин.
І той та інший вид ЕПС не просто бере участь у синтезі органічних речовин. Тут ці речовини накопичуються, а також транспортуються до необхідних місць. ЕПС також регулює обмін речовин, який відбувається між навколишнім середовищем і кліткою.
Рибосоми
Це клітинні немембранні органоїди. Вони складаються з білка і рібонуклеїнової кислоти. Ці частини клітини досі не до кінця вивчені з точки зору внутрішньої будови. В електронному мікроскопі рибосоми виглядають як грибоподібні або округлі гранули. Кожна з них розділена на маленьку і велику частини (суб'єдиниці) за допомогою жолобка. Кілька рибосом часто об'єднуються ниткою особливої РНК (рибонуклеїнової кислоти), званої і-РНК (інформаційної). Завдяки цим органоїдам з амінокислот синтезуються білкові молекули.
Комплекс Гольджі
У просвіти канальців і порожнин ЕПС надходять продукти біосинтезу. Тут вони концентруються в особливий апарат, званий комплексом Гольджі (на малюнку вище позначений як golgi complex). Цей апарат знаходиться поблизу ядра. Він бере участь у перенесенні продуктів біосинтезу, які доставляються до поверхні клітини. Також комплекс Гольджі бере участь у їх виведенні з клітки, в утворенні лізосом тощо.
Цей органоїд був відкритий Каміліо Гольджі, італійським цитологом (роки життя - 1844-1926). На честь нього в 1898 році він був названий апаратом (комплексом) Гольджі. Вироблені в рибосомах білки надходять до цього органоїду. Коли вони потрібні якомусь іншому органоїду, відокремлюється частина апарату Гольджі. Таким чином, білок транспортується в необхідне місце.
Лізосоми
Розповідаючи про те, як виглядають клітини і які органоїди входять до їх складу, необхідно обов'язково згадати і про лізосоми. Вони мають овальну форму, їх оточує одношара мембрана. У лізосомах є набір ферментів, що руйнують білки, ліпіди, вуглеводи. Якщо лізосомна мембрана пошкоджена, ферменти розщеплюють і руйнують вміст, що знаходиться всередині клітини. В результаті цього вона гине.
Клітинний центр
Він є в клітинах, які здатні ділитися. Клітинний центр складається з двох центріолів (паличкоглядних телець). Перебуваючи біля комплексу Гольджі і ядра, він бере участь у формуванні веретену поділу, в процесі ділення клітини.
Мітохондрії
До енергетичних органоїдів належать мітохондрії (на фото вище) і хлоропласти. Мітохондрії - це своєрідні енергетичні станції кожної клітини. Саме в них витягується енергія з поживних речовин. Мітохондрії мають мінливу форму, проте найчастіше це гранули або нитки. Число і розміри їх непостійні. Це залежить від того, яка функціональна активність тієї чи іншої клітини.
Якщо розглянути електронну мікрофотографію, можна помітити, що мітохондрії мають дві мембрани: внутрішню і зовнішню. Внутрішня утворює вирости (крісти), встелені ферментами. Завдяки наявності - загальна поверхня мітохондрій збільшується. Це важливо для того, щоб діяльність ферментів протікала активно.
У мітохондріях вчені виявили специфічні рибосоми і ДНК. Це дозволяє цим органоїдам самостійно розмножуватися в процесі ділення клітини.
Хлоропласти
Що стосується хлоропластів, то за формою це диск або куля, що має подвійну оболонку (внутрішню і зовнішню). Усередині цього органоїда також є рибосоми, ДНК і грани - особливі мембранні утворення, пов'язані як з внутрішньою мембраною, так і між собою. Хлорофілл знаходиться саме в мембранах гран. Завдяки йому енергія сонячного світла перетворюється на хімічну енергію аденозинтрифосфат (АТФ). У хлоропластах вона використовується для синтезу вуглеводів (утворюються з води і вуглекислого газу).
Погодьтеся, подану вище інформацію потрібно знати не тільки для того, щоб скласти тест з біології. Клітина - це будівельний матеріал, з якого складається наш організм. Та й вся жива природа - складна сукупність клітин. Як ви бачите, в них виділяється безліч складових частин. На перший погляд може здатися, що вивчити будову клітини - непросте завдання. Однак якщо розібратися, ця тема не така вже й складна. Її необхідно знати, щоб добре розбиратися в такій науці, як біологія. Склад клітини - одна з основоположних її тем.
