Клітина

РефератДопомога в написанніДізнатися вартістьмоєї роботи

Клітина (реферат, курсова, диплом, контрольна)

Реферат по.

Биологии.

Тема: «Клетка».

Исполнил:

Лежнин Пётр

818 гр.

— 2001;

Цитологія — наука про клітинах — елементарних одиницях будівлі, функціонування та відтворення живої матерії. Об'єктами цитологічних досліджень є клітини багатоклітинних організмів, бактеріальні клітини, клітини найпростіших. У багатоклітинних форм клітини входять до складу тканин, їх життєдіяльність підпорядкована координирующему впливу цілісного організму. У бактерій і найпростіших поняття «клітина «і «організм «збігаються; ми можемо казати про клетках-организмах, провідних самостійне існування. Переважна більшість клітин не видимі неозброєним оком; тому вивчення клітин був із розвитком техніки микроскопирования. Перші мікроскопи були сконструйовані на початку XVIIв. Вперше клітини в зрізах пробки описані у 1665 г. англійським натуралістом Робертом Гуком, применившим їхнього спостереження побудовану їм удосконалену модель мікроскопа. Він чудово бачив, що це речовина пробки складається з значної частини маленьких відділень, розмежованих тонкими діафрагмами, чи порожнин, наповнених повітрям. Ці порожнини, чи осередки, він їх назвав «клітинами «(від грецьк. kytos — порожнину). Термін «клітина «утвердився в біології, як і раніше що Роберт Гук спостерігав, власне, не клітини, а лише целлюлозные оболонки рослинних клітин та що різні клітини насправді не порожнини. Надалі клітинне будова багатьох частин рослин бачили і себе описали М. Мальпігі і М. Грю, і навіть, А Левенгук. У цілому нині рівень знання клітині, досягнутий XVII столітті, майже змінився на початок ХІХ століття. На той час стало загальновизнаним існування лише одній з частин клітин, саме целюлозної оболонки рослинних клітин, на яку припадало клітину Гука чи пляшечку Грю і Мальпігі. Внутрішнє вміст цих порожнин продовжувало вислизати спостерігати більшості дослідників. У 1831 р. Р. Браун в «клітинному соку «орхидных відкрив ядро, яке одна із найважливіших постійних компонентів клітини. Уявлення про клітинному будову рослин, у остаточному вигляді було сформульовано М. Шлейденом (1838). У 1839 р. Т. Шванн поширив уявлення про клітинному будову на тварин, постулировав, що різні клітини є елементарної структурою всіх тканин тварин. Він встановив також, що клітини тварин і звинувачують рослин гомологичны в розвитку і аналогічні по функціональному значенням, і дійшов висновку, що «клітини є організми, а тварини, як і рослини, — це сума цих організмів, розташованих відповідно до певним законам ». Т. Шванн уперше вжив термін клітинна теорія, яке дані послужили переконливим її обгрунтуванням. Він підкреслив також як морфологічне, а й фізіологічне значення клітин та ввів поняття про клітинному метаболізмі. Клітинна теорія швидко поширилася і найпростіших, яких стали розглядати, як тварин, які з однієї клітини, і до середини XIX століття клітинне вчення стало охоплювати як анатомію і фізіологію, а й патологію людини, тварин і звинувачують рослин. У час виникнення клітинної теорії питання, як утворюються клітини в організмі, ні остаточно з’ясований. М. Шлейден і Т. Шванн вважали, що різні клітини в організмі виникають шляхом новоутворення з первинного неклеточного речовини. Цю виставу було заперечений до середині XIXв., що відбилося у знаменитій афоризмі Р. Вирхова: «omnis cellula a cellula «(всяка клітина відбувається від клітини). Подальший розвиток цитології повністю підтвердила, як і клітини тварин, і клітини рослин виникають тільки внаслідок розподілу попередніх клітин та будь-коли виникають de novo — з «неживого «чи «живого «речовини. У другій половині XIX і на початку XXвв. Були з’ясовані основні деталі тонкого будівлі клітини, який став можливим завдяки великим вдосконаленням мікроскопа і техніки микроскопирования біологічних об'єктів. Паралельно зі удосконаленням мікроскопа розробили оптимальні прийоми підготовки біологічних об'єктів для мікроскопічного дослідження. Замість спостережень за живими тканинами чи тканинами, які перебувають на на початкових етапах передсмертних змін, дослідження стали проводитися майже на фіксованому матеріалі. У вживання ввели такі славнозвісні на цей час фіксатори, як хромова кислота (1850), пикриновая кислота (1865), формалін тощо. буд., і навіть складні фіксатори, які з двох і більше інгредієнтів. Для отримання досить тонких зрізів розробили методи ущільнення біологічних об'єктів шляхом заливання в парафін, желатин, целлоидин тощо. буд. і створено микротомы, що дозволяють одержувати зрізи точно заданої товщини. Корінне поліпшення всієї техніки микроскопирования дозволило дослідникам до початку ХХ століття знайти основні клітинні органоиды, з’ясувати будова ядра і закономірності клітинного розподілу, розшифрувати механізми запліднення і дозрівання статевих клітин. У 1876 г. відкрили клітинний центр, в 1894 г. — мітохондрії, в 1898 г. — апарат Гольджи. Великий внесок у розвиток вчення про клітині другої половини XIX — початку XXвв. Зробили вітчизняні цитологи І. Д. Чистяков (опис фаз митотического розподілу), І. М. Горожанкін (вивчення цитологічних основ запліднення в рослин) і особливо З. Т. Навашин, відкрив в 1898 г. явище подвійного запліднення в рослин. Успіхи до вивчення клітини призводили до з того що увагу біологів все більше концентрувалася на клітині як основною структурною одиниці живих організмів. Ставало дедалі очевиднішим, що у особливостях будівлі і державних функцій клітини лежить ключі до рішенню багатьох фундаментальних проблем біології. Разом про те вивчення клітини породило власні проблеми, як методичні, і теоретичні. Усе це й привело наприкінці XIXв. до виділенню цитології в самостійний розділ біології. Широке використання новітніх методів фізики та хімії зумовило прогрес, досягнутий останніх років у розвитку основних напрямів цитологічних досліджень — до вивчення будівлі, функціонування та відтворення клітини. Наприклад, вивчення морфології клітини нині майже повністю виходить з використанні електронної мікроскопії, із якої були такі найважливіші клітинні органоиды, як эндоплазматическая мережу, рибосоми, лизосомы. Застосування методів молекулярної біології призвело до відкриттю ролі ДНК як носія спадкової інформацією клітині і до розшифровки генетичного коду. Завдяки молекулярно-генетичним і біохімічним методами аналізу з’ясовані основні етапи синтезу білка у клітині. Лише постулат клітинної теорії виявився спростованим. Відкриття вірусів показало, що затвердження «поза клітин немає життя «помилково. Хоча віруси, як і клітини, складаються з основних компонентів — нуклеїнової кислоти й білків, структура вірусів і клітин різко різна, що ні дозволяє вважати віруси клітинної формою організації матерії. Віруси не здатні самостійно синтезувати компоненти власної структури — нуклеїнові кислоти і білки, — та його розмноження можливе лише за використанні ферментативних систем клітин. Тому вірус перестав бути елементарної одиницею живої матерії. Значення клітини як елементарної структури та функції живого, як центру основних біохімічних реакцій, що відбуваються в організмі, як носія матеріальних основ спадковості робить цитологию найважливішої общебиологической дисципліною. КЛІТИННА ТЕОРИЯ.

Наука про клітині - цитологія, вивчає будову та хімічний склад клітин, функції внутрішньоклітинних структур, розмноження та розвитку клітин, пристосування до місцевих умов довкілля. Це комплексна наука, що з хімією, фізикою, математикою, іншими біологічними науками. Клітина — найменша одиниця живого, що у основі будівлі та розвитку рослинних і тварин організмів нашої планети. Вона є елементарну живу систему, здатну до самооновлення, саморегуляції, самовідтворення. Однак у природі не існує певної універсальної клітини: клітина мозку так само сильно відрізняється від клітини м’язів, як і зажадав від будь-якого одноклітинного організму. Відмінність за межі архітектури — різна як будова клітин, а й їхні функції. І все-таки можна казати про клітинах в збірному понятті. У ХІХ століття з урахуванням вже численних знання клітині Т. Шванн сформулював клітинну теорію (1838). Він узагальнив які були знання про клітині і показав, що клітина є основну одиницю будівлі всіх живих організмів, що різні клітини рослин та тварин подібні зі свого будовою. Ці становища з’явилися найважливішими доказами єдності походження всіх живих організмів, єдності всього органічного світу. Т. Шванн вніс у науку правильне розуміння клітини як самостійної одиниці життя, найменшої одиниці живого: поза клітини немає життя. Клітинна теорія — одне з визначних узагальнень біології минулого століття, що дало основу для матеріалістичного підходи до розуміння життя, до розкриття еволюційних перетинів поміж організмами. Клітинна теорія отримала подальший розвиток у працях учених другий половини ХІХ століття. Було відкрито розподіл клітин та сформульовано положення про те, кожна нова клітина походить від той самий вихідної клітини шляхом її розподілу (Рудольф Вирхов, 1858). Карл Бер відкрив яйцеклітину ссавців і встановив, що це багатоклітинні організми починають свій розвиток з однієї клітини, і цієї клітиною є зигота. Це відкриття показало, що клітина — як одиниця будівлі, а й одиниця розвитку всіх живих організмів. Клітинна теорія зберегла своє значення й у час. Вона стала неодноразово перевірено і доповнена численними матеріалами про будову, функціях, хімічний склад, розмноженні та розвитку клітин різноманітних організмів. Сучасна клітинна теорія входять такі становища: Клітина — основна одиниця будівлі та розвитку всіх живих організмів, найменша одиниця живого; Клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні (гомологичны) за своєю будовою, хімічним складом, основним проявам життєдіяльності і обміну речовин; Розмноження клітин відбувається шляхом їх розподілу, й кожна нова клітина утворюється внаслідок розподілу вихідної (материнської) клітини; У складних багатоклітинних організмах клітини спеціалізовані по виконуваної ними функції й утворять тканини; з тканин складаються органи, які тісно пов’язані між собою і злочини підпорядковані нервовим і гуморальним системам регуляції. Загальні риси й дозволяють нам казати про клітині взагалі, маючи на увазі якусь середню типову клітину. Усі атрибути — об'єкти абсолютно реальні, легко видимі в електронний мікроскоп. Щоправда, ці атрибути змінювалися — разом із силою мікроскопів. На схемою клітини, створеної 1922 року з допомогою світлового мікроскопа, лише чотири внутрішні структури; з 1965 року, виходячи з даних електронної мікроскопії, ми малюємо вже, по меншою мірою, сім структур. Причому, якщо схема 1922 року понад нагадувала картину абстракціоніста, то сучасна схема зробила б честь художнику-реалисту. Давайте підійдемо ближче до цій картині, щоб краще розглянути окремі її детали.

БУДОВА КЛЕТКИ.

Клітини всіх організмів мають єдиний план будівлі, де чітко проявляється спільність всіх процесів життєдіяльності. Кожна клітина включає до свого складу дві нерозривно пов’язані частини: цитоплазму і ядро. Як цитоплазма, і ядро характеризуються складністю і суворої впорядкованістю будівлі та, своєю чергою, до складу їхніх входить безліч різноманітних структурних одиниць, виконують цілком певні функции.

[pic] Оболонка. Вона здійснює безпосереднє взаємодію Космосу з зовнішньої середовищем і зміцнити взаємодію з іншими клітинами (в багатоклітинних організмах). Оболонка — митниця клітини. Вона пильно стежить те, щоб у клітину не проникли непотрібні в момент речовини; навпаки, речовини, у яких клітина потребує, можуть їхньому максимальне сприяння. Оболонка ядра подвійна; складається з внутрішньої і зовнішньої ядерних мембран. Між цими мембранами розташовується перинуклеарное простір. Зовнішня ядерна мембрана зазвичай пов’язані з каналами эндоплазматической мережі. Оболонка ядра містить численні пори. Вони смыканием зовнішньої і внутрішньої мембран і мають різний діаметр. У деяких ядрах, наприклад ядрах яйцеклітин, пір дуже багато і вони з правильними інтервалами розташовані на півметровій поверхні ядра. Кількість пір у ядерній оболонці варіює у різних типах клітин. Пори розташовані на півметровій рівному відстані один від друга. Оскільки діаметр пори може змінюватися, та низці випадків її стінки мають важкою структурою, створюється враження, що пори скорочуються, чи замикаються, чи, навпаки, розширюються. Завдяки порам кариоплазма входить у безпосередній контакти з цитоплазмой. Через пори легко проходять досить великі молекули нуклеозидов, нуклеотидів, амінокислот і білків, отже здійснюється активний обмін між цитоплазмой і ядром. Цитоплазма. Основне речовина цитоплазми, зване також гиалоплазмой чи матриксом, — це напіврідка середовище клітини, у якій розташовується ядро і всі органоиды клітини. Під електронним мікроскопом вся гиалоплазма, розміщена між органоидами клітини, має мелкозернистую структуру. Шар цитоплазми формує різні освіти: реснички, жгутики, поверхневі вирости. Останні відіграють істотне значення у русі та поєднанні клітин між собою у тканини. До складу цитоплазми входять речовини білкової природи. Багато клітинах, наприклад у амеб, у клітинах різних эпителиев, гиалоплазма містить найтонші нитки, які можуть опинитися переплітатися і утворювати структури, схожі на повсть. Ці нитковидні (фибриллярные) структури пов’язані з виконанням механічної функції: вони утворюють щось схоже внутрішньому кістяку клітини. Фібрили цитоплазми не належать до постійних структур: можуть з’являтися зникати що за різних фізіологічних станах клітини. Найважливіше роль гиалоплазмы у тому, що ця напіврідка середовище об'єднує все клітинні структури та забезпечує їх хімічне взаємодію одне з одним. Саме через цитоплазму відбувається дифузія різних речовин, розчинених у воді, котрі вступають у клітку та виводяться з її. У цитоплазму надходять також тверді частинки, які у клітину шляхом фагоцитозу, надходять, і пиноцитозные вакуолі. Всі ці речовини пересуваються у ній і повергаются подальшої переробці. Эндоплазматическая мережу (ЭПС). Эндоплазматическая мережу належить до числу органоидов клітини, відкритих нещодавно (1945 — 1946). Розташування сітчастих структур у внутрішній частини цитоплазми — эндоплазме (грецьк. «эндон «- всередині) — стало у тому, щоб знову відкритого органоиду дати назва эндоплазматической сіті або эндоплазматического ретикулума. Подальше электронномикроскопическое вивчення ультратонких зрізів різноманітних клітин показало, що сітчасті структури складаються зі складної системи канальцев, вакуолей і цистерн, обмежених мембранами. Мембрани ЭПС мають типову трехслойную структуру, ті ж самі, як й, що притаманна й зарплатовій зовнішньої мембрани клітини. Канали, вакуолі і цистерни утворюють ветвящуюся мережу, яка пронизує всю цитоплазму клітини. Форма каналів, вакуолей і цистерн эндоплазматической мережі мінлива і широко варіює як і одному й тому ж клітині різні періоди її функціональної діяльності, і у клітинах різних органів прокуратури та тканин. До кожного типу клітин характерна певна структура ЭПС. Найбільше розвиток ЭПС притаманно секреторных клітин із інтенсивним рівнем білкового обміну. Слабко розвинена ЭПС у клітинах кори надниркових залоз, сперматоцитах. У значною мірою ступінь розвитку эндоплазматической мережі залежний від рівня диференціювання клітин. Наприклад, в молодих клітинах сальних залоз, претерпевающих інтенсивне розподіл, ЭПС розвинена слабко, але в зрілих клітинах цих залоз вона виражена дуже чітко, т. е. принаймні диференціювання клітин є і розвиток ЭПС. Типи эндоплазматической мережі. Детальний вивчення мембран, обмежують канали, вакуолі і цистерни ЭПС, дозволило встановити, що у багатьох клітинах на зовнішньої поверхні цих мембран розташовуються численні округлі щільні гранули. Ці гранули звуться рибосом. Рибосоми часто утворюють скупчення лежить на поверхні мембран, обмежують цистерни і канали. Але є ділянки ЭПС, де рибосом немає. Тож у клітинах різняться два типу эндоплазматической мережі: гранулярная, чи шорсткувата, т. е. несуча рибосоми, і гладка. Цікаво, що у клітинах зародків тварин зокрема у основному гранулярная ЭПС, а й у дорослих форм — гладка. Знаючи, що рибосоми в цитоплазмі служать місцем синтезу білка, можна припустити, що гранулярная мережу більшою мірою представленій у тих клітинах, де йде активний синтез ліпідів. Обидва виду ЭПС як беруть участь у синтезі органічних речовин, а й накопичують і транспортують їх до місць призначення, регулюють обмін речовин між клітиною й навколишньої її середовищем. ЭПС було виявлено переважають у всіх клітинах багатоклітинних тварин і звинувачують рослин, піддавалися электронномикроскопическому дослідженню. Клітини найпростіших також мають цей органоїд. Відсутня ЭПС лише у цитоплазмі зрілих еритроцитів, у клітинах синьо-зелених водоростей, і досі пір не вирішене запитання про наявність цього органоида у клітинах бактерій. Функції ЭПС. Настільки стала вельми поширеною у клітинах всіх типів у величезного більшості організмів дозволяє розглядати ЭПС як із універсальних клітинних органоидов, виконують важливі соціальні й різнобічні функції Цілком точно встановлено, що гранулярная ЭПС приймає активну участь у синтезі білка. Підтвердженням цього може бути найсильніше розвиток гранулярного типу даного органоида у клітинах, які б виробляли білкові продукти, наприклад, у клітинах білкових залоз й у від інших клітинах, інтенсивно які синтезують білки. Гранулярная ЭПС також бере участь у секреторных процесах. Наприклад, було встановлено, що з інтенсивної виробленні секрету в клітинах підшлункової залози відбувається на зміну структури вакуолей і цистерн, а всередині цистерн з’являються ущільнені гранули. Кілька менше відомо про функціональному значенні гладкою форми ЭПС. Є переконливі дані про те, що у її мембранах здійснюється синтез глікогену і ліпідів. Про це свідчать, передусім, то, що гладка эндоплазматическая мережу сильно розвинена саме у клітинах, синтезують глікоген і ліпіди, наприклад, у клітинах сальних залоз і кори надпочечника, відбувається інтенсивний синтез ліпідів, й у клітинах печінки, де відбувається посилений синтез глікогену. У клітинах, втратили спроможність до синтезу жиру чи глікогену (наприклад, в хрящових), гладка ЭПС майже розвинена. Обидві форми ЭПС здатні накопичувати в каналах, вакуолях і цистернах продукти синтезу: білкові речовини (гранулярная ЭПС) і жири чи глікоген (гладка ЭПС). Всі ці речовини, накапливающиеся в просвіті каналів і цистерн, надалі транспортуються до різним органоидам клітини. Транспортна роль ЭПС не лише пересуванням і розподілом синтезованих їхньому мембранах речовин до найрізноманітніших органоидам клітини, т. е. до місць, де їх або споживаються, або накопичуються. ЭПС представляє циркуляторную систему клітини, через яку відбувається транспорт різноманітних речовин із довкілля в цитоплазму. З іншого боку, ЭПС, з'єднуючись із багатьма органоидами клітини, забезпечує зв’язок між окремими внутриклеточными структурами. Після розгляду особливостей будівлі та функцій эндоплазматической мережі природно виникає запитання у тому, як і з якого матеріалу в клітині вона утворюється. До цього часу цілком певного відповіді цей питання ще немає. Однак відповідь на поставлене запитання до певної міри дають спостереження зв’язок цього органоида коїться з іншими компонентами клітини, мають мембранні структури. ЭПС як найтісніше пов’язані з зовнішньої цитоплазматической мембраною, з допомогою разрастаний якої може і частково за рахунок пиноцитозных пухирців, які зливаються зрештою з каналами і цистернами, може статися поповнення мембран. Рибосоми. Як і эндоплазматическая мережу, рибосоми було відкрито лише за допомогою електронного мікроскопа. Рибосоми — найменші з клітинних органел. Рибосоми або розташовуються лежить на поверхні мембрани гранулярной ЭПС в один ряд, або утворюють розетки і спіралі. У групі тих клітинах, де добре розвинена гранулярная ЭПС, наприклад, у повністю диференційованих клітинах печінці та підшлункової залози, більшість рибосом пов’язані з її мембранами. У клітинах ж, де гранулярная ЭПС розвинена слабко, рибосоми переважно вільно вміщено у основному речовині цитоплазми. До клітинам подібного типу ставляться плазмоциты лімфатичних вузлів і селезінки, овоциты чоловіки й низку інших. Крім цитоплазми, рибосоми виявлено й у клітинному ядрі, де їх мають ті ж самі округлої форми, будову та розміри, як і рибосоми цитоплазми. Частина ядерних рибосом вільно міститься у кариоплазме, а частина їхньої перебуває у зв’язки України із ниткоподібними структурами, у тому числі складаються залишкові хромосоми, виявлені зазвичай при электронномикроскопическом дослідженні интерфазного ядра. У останнім часом рибосоми виявлено в мітохондріях і пластидах клітин рослин. Біохімічний аналіз рибосом, отриманих шляхом диференціального центрифугування клітинних гомогенатов, показав, що їх входить высокополимерная, так звана рибосомальная РНК і білок. Співвідношення цих двох компонентів в рибосомах майже однаково. Білок рибосом найрізноманітніших клітин та різних організмів у загальному однаковий за складом амінокислот, причому у ньому часто переважають основні амінокислоти, отже, білки рибосом мають ??? властивості. Рибосоми містять також Mg2+. Функції рибосом. Дослідження ультраструктуры клітин численних видів багатоклітинних рослин та тварин, бактерій і найпростіших показало, що рибосоми — обов’язковий органоїд кожної клітини. Наявність цього органоида переважають у всіх клітинах, однорідність його будівлі та хімічного складу свідчить про важливої ролі рибосом в життєдіяльності клітин. Було з’ясовано, що у рибосомах відбувається синтез білків. У процесах біосинтезу білка роль рибосом у тому, що їм з основного речовини цитоплазми безупинно подносятся з допомогою т-РНК амінокислоти, й відбувається укладка цих амінокислот в полипептидные ланцюга згідно з тим генетичної інформацією, яка передається з ядра в цитоплазму через и-РНК, постійно що надходить до рибосомам. На підставі такої функції рибосом в білковому синтезі може бути їх свого роду «складальними конвеєрами », у яких у клітинах утворюються білкові молекули. У процесі синтезу білка, в такий спосіб, активну участь беруть тРНК і и-РНК, а роль рибосомальной РНК ще вияснена. За наявними в час даним, рибосомальная РНК так само участі у синтезі білкових молекул. У комплексі з білком рибосом вона утворює строму цього органоида. При здійсненні процесів синтезу білка у клітинах активну роль виконують в усіх рибосоми. Спеціальні біохімічні дослідження дозволив встановити. Що найактивніша роль синтезі клітинних білків належить рибосомам, що з мембранами ЭПС. Можна припускати, що ці дві органоида, як найтісніше пов’язані друг з іншому, є єдиний апарат синтезу (рибосоми) і транспорту (эндоплазматическая мережу) основної маси білка, вироблюваного у клітині. У рибосомах. Що Є в ядрі, відбувається синтез ядерних білків. Рибосоми мітохондрій і пластид виконують функцію синтезу частини білків, які у цих органоидах. Питання, де у клітині утворюються рибосоми, досі не вирішене, але сьогодні вже досить переконливо показано, основним місцем формування рибосом служить ядерце та освічені у ньому рибосоми поступають із ядра в цитоплазму. Мітохондрії. Мітохондрії (грецьк. «митос «- нитку, «хондрион «- гранула) — це обов’язковий органоїд кожної клітини всіх багатоклітинних і одноклітинних організмів. У різних клітинах розміри і форма мітохондрій надзвичайно сильно варіюють. За формою мітохондрії може бути округлими, овальними, палочковидными, ниткоподібними чи сильно розгалуженими тільцями, які зазвичай видно в світловий мікроскоп. Форма мітохондрій може варіювати у клітинах різних організмів, різних органів прокуратури та тканин однієї й тієї організму, а й у одному й тому ж клітині у різні моменти життєдіяльності організацій. Мітохондрії змінюють свою форму і за різноманітних впливах на клітину. Розміри мітохондрій в більшості досліджених клітин як і варіюють, як та його форма. Кількість мітохондрій перебуває у відповідність до функціональної активністю клітини. Встановлено, наприклад, що у клітинах грудної м’язи добре літаючих птахів мітохондрій значно більше, ніж у клітинах тієї ж м’язи у птахів нелітаючих. Варіює і місцезнаходження мітохондрій у різних клітинах. Багато клітинах мітохондрії розподілені досить рівномірно у всій цитоплазмі, що притаманне нервовим клітинам, деяким эпителиальным клітинам, багатьом найпростішим тощо. буд. Однак у ряді клітин мітохондрії локалізуються що неабо певному ділянці, зазвичай що з найактивнішої діяльністю. Тонке будова мітохондрій виявили лише за допомогою електронного мікроскопа. Митохондрия обмежена зовнішньої мембраною, має таке ж будова, як і зовнішня цитоплазматическая мембрана клітини. Під зовнішньої мембраною розташовується внутрішня мембрана, котра має типове тришарове будова. Між зовнішньою і внутрішньою мембранами перебуває вузьке щелевидное простір. Зовнішня й внутрішня соціальність мембрани становлять оболонку мітохондрії. Від внутрішньої мембрани відходять вирости, спрямовані у внутрішній простір мітохондрії, — гребені, чи кристы. Кристы розташовуються паралельно одне одному і орієнтовані в поперечному напрямі стосовно подовжньої осі мітохондрії. Внутрішнє простір мітохондрії, у якому розташовуються кристы, також заповнене гомогенним речовиною, що мав назва матриксу. Речовина матриксу більш щільною консистенції, ніж навколишня митохондрию цитоплазма. Останнім часом в матриксе мітохондрій знайшли рибосоми. Кількість кріст неоднаково в мітохондріях різних клітин. Так було в клітині серцевого м’яза, скелетної м’язи, епітелію нирки кількість кріст зазвичай велике, і вони щільно розташовуються стосовно друг до друга. Деталі будівлі мітохондрій, і особливо число, форма і місцезнаходження кріст, можуть варіювати, але основний план їх будівлі залишається однаковим у різних клітинах тканин та органів найрізноманітніших організмів. Функції мітохондрій. Функції мітохондрій були детально вивчені лише останній час завдяки застосуванню біохімічних та інших методів. Мітохондрії часто називають основний «енергетичної станцією «клітини тому, що вони містять ферменти, окисляющие вуглеводи, деякі амінокислоти, і навіть жирні кислоти. У цих реакцій звільняється енергія, що безпосередньо клітиною немає, але накопичується в АТФ, яка синтезується в мітохондріях. Реакції звільнення енергії пов’язані з елементарними частинками, розташованими на поверхні зовнішньої і внутрішньої мембран мітохондрій. Ці частки виконують, очевидно, різні функції: 1) здійснюють окисні реакції, у яких звільняються електрони; 2) переносять електрони вздовж ланцюга сполук, що у синтезі АТФ; 3) катализируют реакції синтезу, отримують енергію від АТФ. Митохондрия — це органоїд клітини, у якому генерується основна маса енергії клітини, сконцентрована в АТФ і використовувана потім у різноманітних процесах синтезу і всіх видах клітинної діяльності (рух, подих, зростання, продукція секретів тощо. буд.). Останніми роками отримано переконливі дані про те, що у мітохондріях відбувається синтез білка, що роблять в рибосомах, розміщених в матриксе мітохондрій. Є й свідчення про синтез жирних кислот та інших речовин, у мітохондріях. На цьому слід, що мітохондрії представляють як енергетичні центри, але і важливе місце биосинтетических процесів у клітині поруч із ядром і рибосомами цитоплазми. Пластиды. Пластиды — особливі органоиды рослинних клітин, у яких здійснюється синтез різних речовин, й у першу чергу фотосинтез. У цитоплазмі клітин вищих рослин є три основних типи пластид: 1) зелені пластиды — хлоропласти; 2) забарвлені в червоний, помаранчевий і інші кольору хромопласты; 3) безколірні пластиды — лейкопласты. Всі ці типи пластид можуть переходити як інший. У нижчих рослин, наприклад у водоростей, відомий один тип пластид — хроматофоры. Процес фотосинтезу у вищих рослин відбувається у хлоропластах, які, як правило, розвиваються лише з світу. Зовні хлоропласти обмежені двома мембранами: зовнішньої і внутрішньої. До складу хлоропластів вищих рослин, за даними електронної мікроскопії, входить дуже багато гран, розташованих групами. Кожна грана складається з численних круглих пластин, мають форму пласких клумаків, освічених подвійний мембраною і сложенных друг з одним на кшталт стовпчика монет. Граны з'єднуються між собою у вигляді особливих пластин чи трубочок, розміщених у строме хлоропласта і їхнім виокремленням єдину систему. Зелений пігмент хлоропластів утримують тільки граны; строма їх безбарвна. Хлоропласти одних рослин містять лише кілька гран, інших — до п’ятдесяти і більше. У зеленої водорості процеси фотосинтезу здійснюються у хроматофорах, які містять гран, і продукти первинного синтезу — різні вуглеводи — часто відкладаються навколо особливих клітинних структур, званих пиреноидами. Забарвлення хлоропластів залежить тільки від хлорофілу, у яких можуть утримуватися та інші пігменти, наприклад каротин і каротиноїди, забарвлені у різні кольору — від жовтого до червоного та коричневого, і навіть фикобилины. До них належить фикоцианин і фикоэритрин червоних, і синозеленої водорості. Хромопласты зазвичай вирізняються до жовтої, помаранчевий, червоний чи буре кольору. Поєднання хромопластов, містять різні пігменти, створює велика різноманітність барв квіток і плодів рослин. Наступний тип пластид — лейкопласты. Вони безбарвні. Місцем їхньої локалізації служать неокрашенные частини рослин. Прикладом лейкопластов можуть бути звані амилопласты бульб картоплі і багатьох інших рослин. У амилопластах відбувається вторинний синтез вторинного крохмалю з моноі дисахаридов. Отже, основна функція пластид — це синтез моно-, діі полісахаридів, але тепер вони знані як і органоиды, у яких синтезуються білки. Пластиды розвиваються з особливих клітинних структур, які називаються пропластид. Пропластиды — це безколірні освіти, зовні схожі на мітохондрії, але різні від нього більшими розмірами і тих, що мають видовжену форму. Зовні пластиды обмежені подвійний мембраною, небагато мембран лежить у тому внутрішньої частини. Пластиды розмножуються шляхом розподілу, контроль з цього процесом здійснюється, очевидно, ДНК, котра міститься у яких ж. При розподілі відбувається перетяжка пластиды, але поділ пластид може й шляхом освіти перегородки. Здатність пластид до поділу забезпечує їх безперервність у низці клітинних поколінь. При статевому і бесполом розмноженні рослин відбувається передача пластид дочірнім організмам, причому в багатьох рослин пластиды передаються за материною лінії. Комплекс Гольджи. Комплекс Гольджи — це органоїд клітини, який одержав свою назву під назвою вченого До. Гольджи, що побачив їх у цитоплазмі нейронів і назвав сітчастим апаратом (1898). Багато клітинах цей органоїд справді має форму складної мережі, розташованої навколо ядра. Іноді його сетевидная структура набуває вигляду шапочки, розташованої над ядром, чи тяжа, опоясывающего ядро. У клітинах багатьох безхребетних тварин і звинувачують рослин комплекс Гольджи подано у вигляді окремих елементів, які мають формою округлих, серповидных чи палочковидных тілець, які називаються диктиосом. Така розсіяна форма апарату Гольджи притаманна й зарплатовій деяким клітинам хребетних тварин. Дослідження численних клітин тварин і звинувачують рослин з допомогою електронного мікроскопа показало, що, попри розмаїття форми і будівлі комплексу Гольджи, структура його елементів однотипна у різних клітинах. За даними электронномикроскопического дослідження, ультраструктура комплексу Гольджи включає три основних компоненти. Система пласких цистерн, обмежених гладенькими мембранами. Цистерни розташовані пачками, по 5 — 8; причому вони щільно прилягають друг до друга. Кількість цистерн, їхній розмір і відстань між ними варіюють в різних клітинах. Система трубочок, які відходять від цистерн. Трубочки анастомозируют друг з одним й утворюють досить складну мережу, навколишню цистерни. Великі й малі бульбашки, замикаючі кінцеві відділи трубочок. Усі три компонента апарату Гольджи взаємопов'язані друг з одним і може виникати друг з друга. Відповідно до электронномикроскопическим даним, мембран всіх трьох компонентів властиво таку ж тришарове будова, як і зовнішньої цитоплазматической мембрані і мембран эндоплазматической мережі. До складу мембран апарату Гольджи входять ліпіди, чи, точніше, фосфоліпіди і білки. Отже, в мембранах його міститься хоча б белково-липидный комплекс, що у мембранах інших клітинних органоидов. У елементах комплексу Гольджи виявлено ферменти у тому числі ферменти, пов’язані з синтезом полісахаридів і ліпідів. Структури апарату Гольджи накопичують або вже готові, або майже готові продукти діяльності клітин. Формування й нагромадження секреторных гранул — це основна, дуже важлива, але з єдина функція апарату Гольджи. При розподілі клітин частину апарата Гольджи з материнської клітини передається в дочірню. Цей клітинний органоїд представляє тому спадкоємний структуру, і за розподілі зазвичай матеріал його розподіляється порівну між материнської і дочірньою клітинами. Можливість освіти апарату Гольджи наново не доведено. Лизосомы. Лизосомы відкрили 1955 року під час дослідженні клітин печінки пацюки біохімічними методами. Відкриття лизосом пов’язані з роботами Де-Дюва.

Лизосомы являють собою невеличкі округлі частки, які містяться в цитоплазмі. Кожна лизосома обмежена щільною мембраною, усередині якої укладено понад 12 гидролитических ферментів, мають найбільшу активність у кислому середовищі. Мембрана лизосомы має типове тришарове будова. Ферменти, які у лизосомах, здатні розщеплювати важливі в біологічному відношенні сполуки, т. е. білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди. Ці речовини вступають у клітину як їжі шляхом фагоцитозу і пиноцитоза, і лизосомы приймають активну участь у їх розщепленні, чи лизисе. Звідси є і назва самого органоида (грецьк. lysis — розчинення і soma — тіло). Сукупність лизосом може бути «травної системою «клітини, так як вони беруть участь у перетравленні всіх речовин, що у клітину. З іншого боку, з допомогою ферментів лизосом можуть перевариваться при відмирання окремі структури клітини, і навіть цілі відмерлі клітини, що зазвичай зокрема у процесі життєдіяльності будь-якого багатоклітинного організму. Ферменти лизосом здатні перетравлювати і клітину, в якій розташовані, але припускають, що клітину від «самопереварювання «охороняє та мембрана, яка обмежує кожну лизосому. Порушення цілісності мембрани лизосом призводить до ушкодженням оточуючої цитоплазми і клітинних органоидов. Лизосомы виявлено у клітинах багатьох органів багатоклітинних тварин, в найпростіших, а останнім часом й у клітинах рослин. Лизосомы зараз детально досліджуються. Клітинний центр. Клітинний центр — органоїд, виявлений переважають у всіх клітинах багатоклітинних тварин, найпростіші та у клітинах деяких рослин. До складу клітинного центру входить 1 — 2 чи іноді більше кількість дрібних гранул, званих центриолями. Центриоли або безпосередньо перебувають у цитоплазмі, або лежать у центрі сферичного шару цитоплазми, що називається центросомой чи центросферой. Центриоли — це щільні тільця. Центриоли мають щодо постійне місце розташування у клітині: вони займають геометричний центр її, але іноді у процесі розвитку можуть переміщатися ближчі один до периферичним ділянкам. В багатьох видів найпростіші та в статевих клітинах деяких багатоклітинних організмів центриоли розташовані над цитоплазмі, а ядрі, у його оболонкою. Клітинний центр відіграє у процесах розподілу клітини. Відомо, що у центриолях містяться вуглеводи, білки, й зовсім незначна кількість ліпідів, і навіть дуже мало РНК і ДНК. У поясненні процесів репродукції центриолей досі є багато дискусійних питань, а тепер вже точно показано, що репродукція цих структур нейтральних відбувається шляхом брунькування. Від вже наявної в клітині батьківської центриоли починає зростати маленький зачаток, являє собою дочірню центриоль. Зачаток збільшується у розмірі і, виростаючи, перетворюється на точно ті ж самі центриоль, як батьківська. Потім ця дочірня центриоль відокремлюється від батьківської. такий шлях формування нової центриоли був детально вивчений в найпростіших (жгутиконосцев). З допомогою электронномикроскопических досліджень Д. Мэзия (1961) і його працівники з’ясували, що такий самий спосіб репродукції центриолей шляхом брунькування властивий і клітинам хребетних тварин. Органоиды руху. Багато клітини одноклітинних і багатоклітинних організмів у змозі до руху. Під цим розуміється рух клітини у просторі і внутрішньоклітинний рух її органоидов. У рідкої середовищі переміщення клітин здійснюється рухом жгутиков і ресничек; так пересуваються багато одноклітинні. Деякі інші найпростіші організми, і навіть спеціалізовані клітини багатоклітинних пересуваються з допомогою виростів, які виникають лежить на поверхні клітин. Клітина перебуває постійному русі. Клітинне рух забезпечується цитоскелетом, що складається з микротрубочек, микронитей та клітинної центру. Микротрубочки — це довгі порожнисті циліндри, стінки яких складаються з білків. Микронити — дуже тонкі структури, які з тисяч молекул білка, з'єднаних друг з одним. Ядро. Ядро — обов’язкова частина будь-якої повноцінної, здатної ділитися клітини вищих тварин і звинувачують рослин. Від цитоплазми ядра зазвичай відокремлюються чіткої кордоном. На незабарвлених препаратах і за спостереженнях живих клітин ядро найчастіше виглядає як гомогенний пляшечку. Іноді видно більш груба чи дрібна зерниста структура. В усіх випадках чітко виділяється має округлої форми ядерце, які з показнику заломлення світла відрізняється від решти ядра. Бактерії і деякі нижчі водорості (синьо-зелені) немає сформованого ядра: їх ядра позбавлені ядерця і відділені від цитоплазми чітко вираженої ядерної мембраною. Проте основний компонент ядра — носії спадкової інформації клітини, хромосоми, присутні у всіх без винятку ядрах. Форма ядер досить різноманітна та низці випадків відповідає формі клітини. Кількість ядер він може варіювати: типова одноядерная клітина, але зустрічаються клітини двуядерные (деякі клітини печінці та хрящові клітини) і многоядерные (наприклад, волокна поперечнополосатой м’язи і клітини сифонных водоростей містять кілька сотень ядер). Ставлення обсягу ядра обсягу цитоплазми (ядерно-плазменное ставлення) у клітинах певного типу у суворо стандартних умовах перетворюється на відомої мері постійно. З кінця уже минулого століття до нашого часу ведуться інтенсивні дослідження будівлі та функцій ядра. Розрізняють ядро може интерфазы (звичайне ядро функціонуючої клітини) і ядро у процесі клітинного розподілу. Проте чи все интерфазные ядра однакові. З їхнього подальшим можливостям можна розрізнити: 1) ядра розмножуються клітин між двома поділами; 2) ядра не делящихся, однак до поділу клітин; 3) ядра клітин, втратили здатність ділитися зовсім. Виявити розбіжності у будову интерфазных ядер двох останніх типів не вдається. Основними компонентами ядра є: Ядерна оболонка. Ядерний сік — кариоплазма — щодо прозора і однорідна маса. Ядерний сік як неструктурованою маси оточує хромосоми і ядерця. Одне або двоє зазвичай округлих ядерця. Ядерце — стала частина типового интерфазного ядра. По фізичним властивостями ядерце є найбільш щільною частиною ядра. По хімічним складом ядерце відрізняється відносно високій концентрацією РНК. Основні компоненти, у тому числі складаються ядерця, — це кислі білки типу фосфопротеинов і РНК. Крім цього у ньому виявляються вільні чи пов’язані фосфати кальцію, калію, магнію, заліза, цинку. Наявність ДНК в ядрышке не доведено. Функція ядерця полягає у освіті чи складанні рибосом, якими постачається цитоплазма. Хромосоми, спирализованные ділянки яких видно в світловий мікроскоп як пластівці чи закручені, переплетені нитки; деспирализованные ділянки ниток видно лише у електронний мікроскоп. Хромосоми — та, основна функціональна авторепродуцирующая структура ядра, у якій концентрується ДНК і з якою пов’язана функція ядра. ДНК хромосом містить спадкову інформацію про ознаках і властивості даної клітини, про процеси, які мають протікати у ній (наприклад, синтез білка). Хромосоми містять хроматин, окрашивающийся основними барвниками; іноді хроматин утворює більшої або меншої величини тільця, схожі на ядрышки.

ХІМІЧНИЙ СКЛАД КЛЕТКИ.

Хімічні процеси, які у клітині, — одна з головних умов її життя, розвитку, функционирования.

Усі клітини рослинних і тварин організмів, і навіть мікроорганізмів подібні за хімічним складом, що свідчить про єдності органічного мира.

З 109 елементів періодичної системи Менделєєва у клітинах виявлено значне більшість їх. Одні елементи зберігають у клітинах у досить велику кількість, інші - у малих (див. таблицю нижче). Зміст хімічних елементів у клітині |Елементи |Кількість (в %) |Елементи |Кількість (в %) | |Кисень |65 — 70 |Кальцій |0,04 — 2,00 | |Вуглець |15 — 18 |Магній |0,02 — 0,03 | |Водень |8 — 10 |Натрій |0,02 — 0,03 | |Азот |1,5 — 3,0 |Залізо |0,01 — 0,015 | |Фосфор |0,20 — 1,00 |Цинк |0,0003 | |Калій |0,15 — 0,4 |Мідь |0,0002 | |Сірка |0,15 — 0,2 |Йод |0,0001 | |Хлор |0,05 — 0,10 |Фтор |0,0001 |.

Зміст у клітині хімічних соединений.

|Соединения (в %) | |Неорганічні |Органічні | |Вода |70 — 80 |Бєлки |10 — 20 | |Неорганічні речовини |1,0 — |Вуглеводи |0,2 — 2,0| | |1,5 |Жири | | | | |Нуклеїнові кислоти |1 — 5 | | | | |1,0 — 2,0|.

Неорганічні вещества.

У першому місці серед речовин клітини стоїть вода. Вона становить близько 80% маси клітини. Вода — найважливіший компонент клітини як по кількості. Їй належить істотна і різноманітна роль життя клітини. Вода визначає фізичні властивості клітини — її обсяг, пружність. Велике значення води освіти структури молекул органічних речовин, зокрема структури білків, що необхідно до виконання своїх функцій. Велике значення води як розчинника: багато речовини вступають у клітину із зовнішнього середовища у водному розчині і водному ж розчині відпрацьовані продукти виводяться з клітки. Нарешті, вода є безпосереднім учасником багатьох хімічних реакцій (розщеплення білків, вуглеводів, жирів та інших.). Пристосованість клітини до функціонування в водної середовищі служить доказом за те, що таке життя Землі зародилася у питній воді. Біологічна роль води визначається особливістю її молекулярної структури, полярністю її молекул. До неорганічним речовин клітини, крім води, ставляться також солі. Неорганічні речовини зберігають у клітині у розчиненому, а й у твердому стані. Зокрема, міцність і твердість кісткової тканини забезпечуються фосфатом кальцію, а раковин молюсків — карбонатом кальция.

Органічні вещества.

Органічні речовини утворюють близько 20 — 30% складу клетки.

Біополімери. До биополимерам ставляться вуглеводи і білки. Вуглеводи. До складу вуглеводів входять атоми вуглецю, кисню, водню. Розрізняють прості складні вуглеводи. Прості - моносахариды. Складні - полімери, мономерами яких є моносахариды (олігосахариди і полісахариди). Зі збільшенням числа мономерных ланок розчинність полісахаридів зменшується, солодкий смак зникає. Біологічна роль вуглеводів — див. таблицю нижче. Біологічна роль вуглеводів загальна формула CnH2nOn.

Моносахариды — це тверді безколірні кристалічні речовини, що добре розчиняються у воді й дуже погано (або зовсім не) розчиняються в органічних розчинниках. Серед моносахаридов розрізняють триозы, тетрозы, пентози і гексозы. Серед олигосахаридов найбільш поширеними є дисахариды (мальтоза, лактоза, сахароза). Полісахариди найчастіше зустрічаються у природі (целюлоза, крохмаль, хітин, глікоген). Їх мономерами є молекули глюкози. У воді розчиняються частково, набухаючи утворюють колоїдні розчини. Бєлки — непериодические полімери, мономерами яких є амінокислоти. До складу всіх білків входять атоми вуглецю, водню, кисню, азоту. У багато білків, ще, входять атоми сірки. Є білки, до складу яких входять також атоми металів — заліза, цинку, міді. Наявність кислотною і основний груп зумовлює високий реактивність амінокислот. З аминогруппы однієї амінокислоти і карбоксилу інший виділяється молекула води, а звільнені електрони утворюють пептидную зв’язок: CO-NN (її відкрив 1888 року професор А. Я. Данилевський), тому білки називають полипептидами. Молекули білків — макромолекули. Відомо багато амінокислот. Але як мономерів будь-яких природних білків — тварин, рослинних, мікробних, вірусних — відомо тільки 20 можна амінокислот. Їм назва «чарівних ». Факт, що білки всіх організмів побудовано з одних тієї ж амінокислот — ще одне доказ єдності живого світу на Земле.

Двадцять амінокислот, входять до складу природных.

белков.

(«чарівні «аминокислоты).

|Аминокислота |Скорочений |Амінокислота |Скорочений | | |назва | |назва | |Аланин |Ала |Лейцин |Лляй | |Аргінін |Арг |Лізин |Ліз | |Аспарагин |Асн |Метіонін |Мет | |Аспарагінова кислота|Асп |Пролин |Про | | |Вал |Серин |Сер | |Валин |Двс |Тирозин |Тир | |Гистидин |Гли |Треонин |Тре | |Гліцин |Глн |Триптофан |Три | |Глутамин |Глу |Фенилаланин |Фен | |Глутаминовая кислота |Мулі |Цистеин |Цис | |Изолейцин | | | |.

У будову молекул білків розрізняють 4 рівня організації: Первинна структура — полипептидная ланцюг з амінокислот, пов’язаних в певної послідовності ковалентными пептидными зв’язками; Вторинна структура — полипептидная ланцюг як спіралі. Між пептидными зв’язками сусідніх витків та інші атомами виникають численні водневі зв’язку, щоб забезпечити міцну структуру; Третинна структура — специфічна кожному за білка конфігурація — кулька. Тримається малопрочными гидрофобными зв’язками чи силами зчеплення між неполярными радикалами, що зустрічаються в багатьох амінокислот. Є й ковалентные S-S-связи, виникаючі між віддаленими друг від друга радикалами серосодержащей амінокислоти цистеина; Четвертичная структура виникає при поєднанні кількох макромолекул, їхнім виокремленням агрегати. Так, гемоглобін крові людини являє агрегат з чотирьох макромолекул. Порушення природної структури білка називають денатурацією. Вона виникає під впливом високої температури, хімічних речовин, променистої енергії та інших. чинників. Роль білка у житті клітин та організмів: Будівельна (структурна) — білки — будівельний матеріал організму (оболонки, мембрани, органоиды, тканини, органи); Каталитическая функція — ферменти, що прискорюють реакції на сотні мільйонів раз; Опорно-двигательная функція — білки, що входять до склад кісток скелета, сухожиль; рух жгутиковых, інфузорій, скорочення м’язів; Транспортна функція — гемоглобін крові; Захисна — антитіла крові знешкоджують чужорідні речовини; Енергетична функція — при розщепленні білків 1 р звільняє 17,6 кДж енергії; Регуляторна і гормональна — білки входять до складу багатьох гормонів і беруть участь у регуляції життєвих процесів організму; Рецепторная — білки здійснюють процес виборчого впізнавання окремих речовин та його приєднання до молекул. Ферменти — білки, й біополімери. Синтезуються в рибосомах. Бувають двох типів: однокомпонентные (складаються тільки з білка) і двухкомпонентные (з білка і небелкового компонента неорганічної [металу] і органічного [вітаміну]). Майже кожен хімічна реакція у клітині каталізується особливим ферментом. Обов’язковою етапом в катализируемой реакції є взаємодія ферменту з речовиною, перетворення якого він каталізує - з субстратом. Утворюється фермент — субстратный комплекс. Активний центр — це ділянку білкової молекули, що забезпечує з'єднання ферменту з субстратом і дає змога подальших перетворень субстрату (це чи функціональна група, чи окрема амінокислота). Фермент орієнтує функціональні групи, що входять до активний центр, щоб проявилася найбільша каталитическая активність. Ферменти беруть участь у синтезі білка, ДНК і РНК. Вони зберігають у слині, в шлунковому соку, в кожній клітині. Ліпіди — нерозчинні у питній воді жири й жироподобные речовини, котрі перебувають з гліцерину і високомолекулярних жирних кислот. Жири — складні ефіри трехатомного спирту гліцерину та вищих жирних кислот. Тварини жири зберігають у молоці, м’ясі, підшкірній клітковині. У рослин — у насінні, плодах. Крім жирів у клітинах присутні та його похідні - стероїди (холестерин, гормони і жиророзчинні вітаміни А, D, До, Є, F). Ліпіди є: Структурними елементами мембран клітин та клітинних органел; Енергетичним матеріалом (1г жиру, окисляючи, виділяє 39 кДж енергії); Запасними речовинами; Виконують захисну функцію (у морських і полярних тварин); Впливають на функціонування нервової системи; Джерело води для організму (1 кг, окисляючи, дає 1,1 кг води). Нуклеїнові кислоти. Назва «нуклеїнові кислоти «походить від латинського слова «нуклеус », т. е. ядро: вони уперше виявлено в клітинних ядрах. Біологічна значення нуклеїнових кислот дуже велике. Вони центральну роль зберіганні і передачі спадкових властивостей клітини, тому їх часто називають речовинами спадковості. Нуклеїнові кислоти забезпечують у клітині синтез білків, точно так само, як і материнської клітині і передачу спадкової інформації. Існує два виду нуклеїнових кислот — дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) і рибонуклеиновая кислота (РНК). Молекула ДНК і двох спірально закручених ланцюгів. ДНК — полімер, мономерами якого є нуклеотиди. Нуклеотиди — сполуки, які з молекули фосфорної кислоти, вуглеводу дезоксирибозы і азотистого підстави. У ДНК чотири типи азотистих підстав: аденін (А), гуанін (Р), цитозин (Ц), тимин (Т). Кожна ланцюг ДНК — полинуклеотид, що з кількох тисяч нуклеотидів. Подвоєння ДНК — редуплікація — забезпечує передачу спадкової інформації від материнської клітини до дочірнім. РНК — полімер, структурою подібний з одного ланцюжком ДНК, але менших розмірів. Мономери РНК — нуклеотиди, які з фосфорної кислоти, вуглеводу рибозы і азотистого підстави. Замість тиміну в РНК присутній урацил. Відомі три виду РНК: інформаційна (и-РНК) — передає інформацію про структуру білка з молекули ДНК; транспортна (т-РНК) — транспортує амінокислоти доречно синтезу білка; рибосомная (р-РНК) — міститься у рибосомах, бере участь у підтримці структури рибосоми. АТФ. Дуже значної ролі в біоенергетиці клітини грає адениловый нуклеотид, якого приєднано два залишку фосфорної кислоти. Таке речовина називають аденозинтрифосфорної кислотою (АТФ). АТФ — універсальний біологічний акумулятор енергії: світлова енергія сонця і енергія, ув’язнена в споживаної їжі, запасається в молекулах АТФ. АТФ — нестійка структура, під час переходу АТФ в АДФ (аденозиндифосфат) виділяється 40 кДж енергії. АТФ утворюється в мітохондріях клітин тварин і за фотосинтезі в хлоропластах рослин. Енергія АТФ використовується для скоєння хімічної (синтез білків, жирів, вуглеводів, нуклеїнових кислот), механічної (рух, робота м’язів) робіт, трансформації в електричну чи світлову (розряди електричних схилів, вугрів, світіння комах) енергії. ПОХОДЖЕННЯ ЭУКАРИОТИЧЕСКОЙ КЛЕТКИ.

Усі організми (крім бактерій, синьо-зелених водоростей, вірусів і фагов) від одноклітинних зеленої водорості і найпростіших до вищих квіткових рослин i ссавців мають складно влаштовані клітини, котрі називають ядерними (эукариотическими).

Основні ознаки эукариот: Клітина розділена на цитоплазму і ядро; Більшість ДНК зосереджена ядрі. Саме ядерна ДНК відпо-відає більшу частину процесів життєдіяльності клітини, і за передачу спадковості дочірнім клітинам; Ядерна ДНК розчленована сталася на кілька ниток, не замкнутих у кільце; Ці нитки лінійно витягнуті всередині хромосом, чітко відомих у процесі мітозу; Завжди є мітохондрії (у зелених рослин є що й пластиды); Є митоз; Властивий статевої процес; Перекомбінація спадкового матеріалу забезпечується мейозом і статевим процесом; Утворюються гамети; Є справжні жгутики; Характерні травні вакуолі; Не здатні до фіксації вільного азоту. Еукаріоти діляться втричі царства: рослин, грибів, тварин. Ще на початку XX в. російські ботаніки А. З. Фаминцин і Ко. З. Мережковський висунули гіпотезу у тому, що клітина зелених рослин (эукариот) отримала пластиды внаслідок симбіозу бесхлорофилльной клітини з клітинами синозелених. Ця гіпотеза симбиогенетического походження клітини эукариот знову привернула увагу у середині XXв. Крім ядерної ДНК невеличке її кількість виявлено в мітохондріях, пластидах, центриолях, під аркушами жгутиков. Электронно-микроскопическое порівняння будівлі жгутиков і центриолей говорить про безсумнівності їх кревності. У цих органел завжди перебуває одинадцять трубочок, дев’ять із яких розташовані по окружності і ще дві лежать у центрі. Встановлено, що внеядерная ДНК жгутиков і центриолей здатна самостійно редуплицироваться. Виявилося, що ДНК мітохондрій, пластид, очевидно, і жгутиков, і навіть центриолей має нитчатую структуру, пов’язану в кільце, як в типових прокариот. Всі ці факти дали змоги кінці 1960;х років знову повернутися до гіпотезі симбиогенетического походження клітини эукариот. Названу гіпотезу розробила американська дослідниця Л. Маргуліс. Відповідно до цієї гіпотезі первинна клітина великої прокариотической бактерії, обійнявши симбіоз з клітинами синьо-зелених, придбала пластиды. Симбіоз із гетеротрофными прокариотическими клітинами призвів до їх перетворення на мітохондрії. Симбіоз зі спирохетоподобными бактеріями б міг навести до виникнення жгутиков тощо. буд. Біохімічні, генетичні, электронно-микроскопические дані останніх роблять гіпотезу Л. Маргуліс дедалі більше обгрунтованою. У кожному разі, двоїста природа ДНК ядра і ДНК цитоплазматических органел та дивовижне подібність останньої з ДНК прокариот свідчить у тому, що симбіоз зіграв видатну роль виникненні клітини эукариот. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ КЛЕТКИ.

Сучасна цитологія має численними і різноманітними методи дослідження, без яких можна було неможливо накопичення і вдосконалення знання будову і функціях клітин. Світлова микроскопия.

Сучасний світловий мікроскоп є дуже сучасний прилад, який досі має першочергового значення в вивченні клітин та їх органоидов. З допомогою світлового мікроскопа досягається збільшення у 2000;му — 2500 раз. Збільшення мікроскопа залежить з його роздільної здатності, т. е. найменшого відстані між двома точками, очевидним роздільно. Нині створено чимало різноманітних моделей світлових мікроскопів. Вони забезпечують можливість багатостороннього дослідження клітинних структур та його функцій. Електронна микроскопия.

З винаходом електронного мікроскопа в 1933 року почалася нова доба вивченні будівлі клетки.

З допомогою сучасного електронного мікроскопа вдалося розглянути багато нових важливих органоидов клітини, які за вивченні в світловому мікроскопі здавалися просто бесструктурными участками.

Основне відмінність електронного мікроскопа від світлового у цьому, що у ньому замість світла використовується швидкий потік електронів, а скляні лінзи замінені електромагнітними полями. Джерелом електронів, т. е. катодом, служить вольфрамова нитку, нагреваемая електричним струмом до розпеченого стану. Пучок електронів, вылетающих з розпеченій вольфрамової нитки, іде до аноду. Рух електронів від катода до аноду здійснюється під який пришвидшує впливом різниці потенціалів. У центрі анода є невеличке отвір. Крізь нього проходять електрони, і пучок їх фокусується магнітної котушками, що грає роль лінзи, яка спрямовує його за об'єкт. Коли пучок електронів пройшла через об'єкт, зображення його збільшується з допомогою другий магнітної котушки, яка діє і як лінза об'єктива; потім пучок електронів проходить через третю магнітну котушку, діючу як окуляра чи проекційної лінзи і яка збільшить вже отримане зображення объекта.

Для электронномикроскопического дослідження лише препарати фіксованих клітин, підданих дуже складної попередньої обробці. Живі клітини з допомогою електронного мікроскопа поки що не досліджуються. Причина цього у цьому, що вільне рух електронів в мікроскопі досягається лише у досить високому вакуумі, а живі клітини, містять значну кількість води, сильно пошкоджуються при приміщенні в вакуум. З іншого боку, живі клітини пошкоджуються і за опроміненні інтенсивним потоком электронов.

Електронний мікроскоп особливо широко почали застосовувати для біологічних досліджень, у останні десять — 15 років і незмірно розширив можливості вивчення найтонших деталей будівлі клітини. Методи дослідження живих клеток.

Мікроскопічне дослідження живих клітин та тканин широко застосовується у цитології найрізноманітніших цілей, наприклад з вивчення змін, які у клітинах при різноманітних зовнішніх впливах, для з’ясування закономірностей обміну речовин, у клітинах, з вивчення клітинних структур, струмів цитоплазми, клітинної проникності тощо. буд. Приготування препаратів живих клітин. Спостереження над живими клітинами вимагають, передусім, приготування спеціальних препаратів. Дрібні організми, такі, як одноклітинні водорості, найпростіші, бактерії та інших. переносяться разом із краплею середовища, у якій культивуються, на предметне скло. Препарат накривається покровным склом, і можна досліджувати під мікроскопом. Живі клітини з тканин багатоклітинних організмів досліджувати важче, оскільки на приготування препаратів ці клітини потрібно відокремити від тканини, що пов’язані з нанесенням їм якихось ушкоджень. Виділення клітин, і навіть спостереження з них необхідно провадити у середовищах, придатних ще більш-менш тривалого переживання їх і різноманітних щодо різноманітних організмів. Так, клітини рослин зазвичай досліджуються у питній воді, а клітини різноманітних холоднокровных і теплокровних тварин — в фізіологічному розчині. Методи прижиттєвої окраски.

Прижиттєві барвники — це органічні сполуки ароматичного низки, які мають відносно невеликий токсичністю для живих клітин. Відрізняються основні кислі барвники. Проникаючи у клітину, вони з'єднуються переважно з білками, і спочатку вся цитоплазма набуває диффузную забарвлення, після чого деякі барвники відкладаються в цитоплазмі як гранул. Забарвлення живих клітин дає можливість виявляти зміни, що відбуваються у клітинах і тканинах в різних зовнішніх впливах. У разі надзвичайно важливо, що його барвника, поглиненої неушкодженими чи пошкодженими шляхом якогось впливу клітинами, не складно знайти й висловити кількісно. Розбіжність у кількості барвника, поглиненої неушкодженими і пошкодженими клітинами, свідчить про характер і рівня змін, виникаючих під впливом різних зовнішніх впливів. Методи микрургии (микрохирургия).

Експериментальні методи, й у першу чергу різноманітні операції у клітинах (микрооперации), стали застосовуватися цитологами вже у другої половини минулого століття. Перші микрооперации проводилися на порівняно великих об'єктах, наприклад на та розвитку клітинах різних тваринах, без використання будь-яких спеціальних пристосувань і за невеликих увеличениях лупи чи препаровального мікроскопа. Микрооперации на великих клітках і досі проводяться вручну без будь-яких складних приборов.

Микрооперации на окремих клітинах дрібних розмірів стали проводити лише на початку ХХ століття, коли було сконструйовано прилад, званий микроманипулятором. Микроманипуляторы дозволяють проводити дуже тонкі операції над клітиною і його органоидами. Для операцій потрібні великі збільшення мікроскопа і спеціальні микроинструменты, які найчастіше виготовляються самим експериментатором з тонких скляних ниток чи палочек.

Методи микрургии широко застосовуються й у виділення тканинних клітин чи одноклітинних органоидов при перенесення в нову культуральне середу чи організм тваринного, що особливо важливо задля отримання клонів. Нарешті, до складних микрургических операцій, які почали застосовуватися порівняно недавно, належить вилучення і трансплантація ядер, ядерець та інших органоидов клітини. Для операцій придатні переважно великі клітини найпростіші та інших одноклітинних організмів, в тому числі великі клітини деяких багатоклітинних тварин, наприклад амфібій. Так здійснюється переміщення макронуклеуса інфузорій з однієї особини в другую.

Операції із пересадки ядер дають можливість вивчити роль ядра і цитоплазми у житті клітин, вивчити зміни, які у без’ядерних клітинах, з’ясувати участь ядра і цитоплазми у передачі у спадок тих чи інших ознак. Методи микрохимического і ультрамикрохимического вивчення клетки.

До микрохимическим ставляться ті методи, з допомогою яких виробляється визначення від 10 до 0,01 мг речовини. Ці методи широко використовують у цитології визначення вмісту у клітинах білків, фосфору, амінокислот, нуклеїнових кислот, цукрів тощо. д.

Для цілого ряду цитологічних досліджень цілком необхідно визначення дуже малих кількостей речовин, у окремих клітинах чи окремих частинах клітини. У разі застосовуються ультрамикрохимические методи, дозволяють проводити визначення хімічних речовин, у дуже маленькому кількості матеріалу, наприклад, у шматочках тканини, весящих 100 — 500 мкг, чи дуже малих обсягах розчинів. Метод рентгеносруктурного анализа.

Метод рентгеносруктурного аналізу грунтується на явище дифракції рентгенівських променів. Він застосовується вивчення будівлі молекул білків, нуклеїнових кислот та інших речовин, входять до складу цитоплазми і ядра клітин. Метод дає можливість визначити просторове розташування молекул, точно виміряти відстань з-поміж них і Польщу вивчити внутримолекулярную структуру. Метод мічених атомів (авторадиография).

Мічені атоми широко застосовують у цитології з вивчення різноманітних хімічних процесів, які протікають у клітині, наприклад для вивчення синтезу білків і нуклеїнових кислот, проникності клітинної оболонки, локалізації речовин, у клітині тощо. буд. Для цього застосовуються сполуки, у яких запроваджені радіоактивна мітка. У молекулі міченого речовини, наприклад амінокислоти чи вуглеводу, одне із атомів заміщений атомом тієї самої речовини, але які мають радіоактивністю, т. е. радіоактивним ізотопом. Відомо, що ізотопи однієї й тієї ж елемента немає друг від друга за своїми хімічними властивостями, і, потрапивши у організм тварини або рослини, вони поводяться переважають у всіх процесах як і, як та звичайні речовини. Проте тому, що це ізотопи мають радіоактивне випромінювання, їх можна легко знайти, застосовуючи фотографічний метод.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Електронна мікроскопія розкрила маємо у новий світ кристалічних систем всередині живою клітиною, дослідження якої мають велике значення для розгадки безлічі захворювань. Саме клітинах починають розвиватися патологічні зміни, що призводять до виникнення захворювань. Злоякісні зміни, що призводять до розвитку ракових пухлин, виникають на рівні клеток.

Вивчення будівлі, хімічного складу, обміну речовин та подорожчання всіх проявів життєдіяльності клітин необхідно у біології, але й у медицині та ветеринарии.

Основні закономірності молекулярної біології і цитології, що лежать основу механізмів еволюційного процесу, дозволяють дати поняття про явищах спадкоємності та изменчивости.

Єдність будівлі та життєдіяльність клітин різних організмів — одну з найважливіших общебиологических закономірностей, вказують на спільність походження органічного світу, і тому вивчення структури та функції клітини — найважливіше завдання загальної биологии.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ У. Азерников. Тайнопис життя. Москва, 1973 г. М. М. Воронцов, Л. М. Сухорукова. Еволюція органічного світу. Москва, 1991 р. Л. Я. Кулінич. Довідник по біології. Москва, 1986 р. Б. М. Мідників. Аксіоми біології. Москва, 1985 р. Еге. Рис, М. Стернберг. Від клітин до атомам. Москва, 1988 р. А. З. Трошин, А. Д. Браун, Ю. Б. Вахтин, Л. М. Жинкин, К. М. Суханова. Цитологія. Москва, 1970 г. З. Штрбанова. Хто ми? Книжка про життя, клітках і учених. Москва, 1984 г. ———————————- Митохондрии Эндоплазматическая сеть Клеточная мембрана Центриоли Аппарат Гольджи Ядерный сок Ядерная оболочка Ядрышко Ядро Лизосома Цитоплазма Пиноцитозный пузырек.

Показати весь текст

Заповнити форму поточною роботою