Структури на живата клетка

Животинските и растителните клетки, както многоклетъчните, така и едноклетъчните, по принцип са сходни по структура. Разликите в детайлите на структурата на клетките са свързани с тяхната функционална специализация.

Основните елементи на всички клетки са ядрото и цитоплазмата. Ядрото има сложна структура, която се променя в различни фази на клетъчното делене или цикъл. Ядрото на неделяща се клетка заема приблизително 10-20% от общия й обем. Състои се от кариоплазма (нуклеоплазма), едно или повече нуклеоли (нуклеоли) и ядрена обвивка. Кариоплазмата е ядрен сок или кариолимфа, в който има хроматинови нишки, които образуват хромозоми.

Основните свойства на клетката:

метаболизъм
чувствителност
способност за възпроизвеждане

Клетката живее във вътрешната среда на тялото – кръв, лимфа и тъканна течност. Основните процеси в клетката са окисление, гликолиза - разграждането на въглехидратите без кислород. Клетъчната пропускливост е избирателна. Определя се от реакцията към висока или ниска концентрация на сол, фаго- и пиноцитоза. Секреция - образуването и отделянето от клетките на слузоподобни вещества (муцин и мукоиди), които предпазват от увреждане и участват в образуването на междуклетъчно вещество.

Видове клетъчни движения:

амебоид (фалшиви крака) - левкоцити и макрофаги.
плъзгане - фибробласти
флагелатен тип - сперматозоиди (реснички и флагели)

Клетъчно делене:

индиректни (митоза, кариокинеза, мейоза)
директен (амитоза)

По време на митозата ядреното вещество се разпределя равномерно между дъщерните клетки, т.к Хроматинът на ядрото е концентриран в хромозоми, които се разделят на две хроматиди, отклоняващи се в дъщерни клетки.

Структури на живата клетка

Хромозоми

Задължителни елементи на ядрото са хромозоми, които имат специфична химична и морфологична структура. Те участват активно в метаболизма в клетката и са пряко свързани с наследственото предаване на свойства от едно поколение на друго. Трябва обаче да се има предвид, че въпреки че наследствеността се осигурява от цялата клетка като единна система, ядрените структури, а именно хромозомите, заемат специално място в това. Хромозомите, за разлика от клетъчните органели, са уникални структури, характеризиращи се с постоянен качествен и количествен състав. Те не могат да се заменят взаимно. Дисбалансът в хромозомния набор на клетката в крайна сметка води до нейната смърт.

Цитоплазма

Цитоплазмата на клетката има много сложна структура. Въвеждането на техниката на тънки срезове и електронна микроскопия направи възможно да се види фината структура на подлежащата цитоплазма. Установено е, че последният се състои от паралелно разположени сложни структури под формата на пластини и тубули, на повърхността на които има най-малки гранули с диаметър 100–120 Å. Тези образувания се наричат ендоплазмен комплекс. Този комплекс включва различни диференцирани органели: митохондрии, рибозоми, апарат на Голджи, в клетките на по-ниски животни и растения - центрозома, при животни - лизозоми, в растения - пластиди. Освен това в цитоплазмата се откриват редица включвания, които участват в метаболизма на клетката: нишесте, мастни капчици, кристали на урея и др.

Мембрана

Клетката е заобиколена от плазмена мембрана (от латински "membrane" - кожа, филм). Функциите му са много разнообразни, но основната е защитната: предпазва вътрешното съдържание на клетката от въздействието на външната среда. Благодарение на различни израстъци, гънки на повърхността на мембраната, клетките са здраво свързани помежду си. Мембраната е проникната от специални протеини, през които могат да се движат определени вещества, необходими за клетката или за отстраняване от нея. По този начин обменът на вещества се извършва през мембраната. Освен това, което е много важно, веществата преминават през мембраната селективно, поради което необходимият набор от вещества се поддържа в клетката.

При растенията плазмената мембрана е покрита отвън с плътна мембрана, състояща се от целулоза (фибри). Черупката изпълнява защитни и поддържащи функции. Той служи като външна рамка на клетката, като й придава определена форма и размер, предотвратявайки прекомерното подуване.

Ядро

Разположен в центъра на клетката и разделен от двуслойна мембрана. Има сферична или удължена форма. Черупката - кариолемата - има пори, необходими за обмена на вещества между ядрото и цитоплазмата. Съдържанието на ядрото е течно - кариоплазма, която съдържа плътни тела - нуклеоли. Те са гранулирани - рибозоми. По-голямата част от ядрото - ядрени протеини - нуклеопротеини, в нуклеолите - рибонуклеопротеини и в кариоплазмата - дезоксирибонуклеопротеини. Клетката е покрита с клетъчна мембрана, която се състои от протеинови и липидни молекули с мозаечна структура. Мембраната осигурява обмена на вещества между клетката и междуклетъчната течност.

EPS

Това е система от тубули и кухини, по стените на които има рибозоми, които осигуряват синтеза на протеини. Рибозомите също могат да бъдат свободно разположени в цитоплазмата. Има два вида ER - грапав и гладък: върху грапавия ER (или гранулиран) има много рибозоми, които извършват протеинов синтез. Рибозомите придават на мембраните груб вид. Гладките ER мембрани не носят рибозоми на повърхността си, те съдържат ензими за синтеза и разграждането на въглехидрати и липиди. Гладкият EPS изглежда като система от тънки тръби и резервоари.

Рибозоми

Малки тела с диаметър 15–20 mm. Извършете синтеза на протеинови молекули, тяхното сглобяване от аминокиселини.

Митохондриите

Това са двумембранни органели, чиято вътрешна мембрана има израстъци - кристи. Съдържанието на кухините е матрицата. Митохондриите съдържат голям брой липопротеини и ензими. Това са енергийните станции на клетката.

Пластиди (характерни само за растителните клетки!)

Тяхното съдържание в клетката е основната характеристика на растителния организъм. Има три основни типа пластиди: левкопласти, хромопласти и хлоропласти. Имат различни цветове. Безцветни левкопласти се намират в цитоплазмата на клетките на неоцветените части на растенията: стъбла, корени, грудки. Например, има много от тях в картофените клубени, в които се натрупват нишестени зърна. Хромопластите се намират в цитоплазмата на цветята, плодовете, стъблата и листата. Хромопластите осигуряват жълтия, червения и оранжевия цвят на растенията. Зелените хлоропласти се намират в клетките на листата, стъблата и други растителни части, както и в различни водорасли. Хлоропластите са с размер 4-6 µm и често имат овална форма. Във висшите растения една клетка съдържа няколко десетки хлоропласти.

Зелените хлоропласти могат да се трансформират в хромопласти, поради което листата пожълтяват през есента, а зелените домати стават червени, когато узреят. Левкопластите могат да се превърнат в хлоропласти (позеленяване на картофените клубени на светлина). По този начин хлоропластите, хромопластите и левкопластите са способни на взаимен преход.

Основната функция на хлоропластите е фотосинтезата, т.е. в хлоропластите в светлината органичните вещества се синтезират от неорганични чрез преобразуване на слънчевата енергия в енергията на молекулите на АТФ. Хлоропластите на висшите растения са с размери 5-10 микрона и по форма наподобяват двойноизпъкнала леща. Всеки хлоропласт е заобиколен от двойна мембрана със селективна пропускливост. Отвън има гладка мембрана, а отвътре има нагъната структура. Основната структурна единица на хлоропласта е тилакоидът, плоска двумембранна торбичка, която играе водеща роля в процеса на фотосинтеза. Тилакоидната мембрана съдържа протеини, подобни на митохондриалните протеини, които участват във веригата за пренос на електрони. Тилакоидите са подредени в купчини, наподобяващи купчини монети (от 10 до 150) и се наричат грана. Грана има сложна структура: в центъра е хлорофил, заобиколен от слой протеин; след това има слой от липоиди, отново протеин и хлорофил.

Комплекс Голджи

Тази система от кухини, ограничена от цитоплазмата чрез мембрана, може да има различна форма. Натрупването на протеини, мазнини и въглехидрати в тях. Осъществяване на синтеза на мазнини и въглехидрати върху мембрани. Образува лизозоми.

Основният структурен елемент на апарата на Голджи е мембрана, която образува пакети от плоски цистерни, големи и малки везикули. Цистерните на апарата на Голджи са свързани с каналите на ендоплазмения ретикулум. Протеините, полизахаридите, мазнините, произведени върху мембраните на ендоплазмения ретикулум, се прехвърлят в апарата на Голджи, натрупват се в неговите структури и се „опаковат“ под формата на вещество, готово или за освобождаване, или за използване в самата клетка по време на нейния живот. Лизозомите се образуват в апарата на Голджи. В допълнение, той участва в растежа на цитоплазмената мембрана, например по време на клетъчното делене.

Лизозоми

Тела, отделени от цитоплазмата с единична мембрана. Съдържащите се в тях ензими ускоряват реакцията на разделяне на сложни молекули на прости: протеини до аминокиселини, сложни въглехидрати до прости, липиди до глицерол и мастни киселини, а също така унищожават мъртвите части на клетката, цели клетки. Лизозомите съдържат повече от 30 вида ензими (вещества с протеинова природа, които увеличават скоростта на химичната реакция с десетки и стотици хиляди пъти), които могат да разграждат протеини, нуклеинови киселини, полизахариди, мазнини и други вещества. Разграждането на веществата с помощта на ензими се нарича лизис, откъдето идва и името на органоида. Лизозомите се образуват или от структурите на комплекса Голджи, или от ендоплазмения ретикулум. Една от основните функции на лизозомите е участието във вътреклетъчното смилане на хранителни вещества. В допълнение, лизозомите могат да разрушат структурите на самата клетка, когато тя умре, по време на ембрионалното развитие и в редица други случаи.

Вакуоли

Те са кухини в цитоплазмата, изпълнени с клетъчен сок, място за натрупване на резервни хранителни вещества, вредни вещества; те регулират водното съдържание в клетката.

Клетъчен център

Състои се от две малки тела - центриоли и центросфера - уплътнена област от цитоплазмата. Играе важна роля в клетъчното делене

Органели на клетъчното движение

Камшичета и реснички, които са клетъчни израстъци и имат еднаква структура при животни и растения
Миофибрили - тънки нишки с дължина повече от 1 см с диаметър 1 микрон, подредени в снопчета по мускулното влакно
Псевдоподии (изпълняват функцията на движение; поради тях се получава мускулна контракция)

Прилики между растителни и животински клетки

Характеристиките, по които растителните и животинските клетки са подобни, включват следното:

Подобна структура на структурната система, т.е. наличието на ядро и цитоплазма.
Процесът на обмен на вещества и енергия е сходен по принцип на изпълнение.
И животинските, и растителните клетки имат мембранна структура.
Химическият състав на клетките е много подобен.
В растителните и животинските клетки има подобен процес на клетъчно делене.
Растителната клетка и животинската имат същия принцип на предаване на кода на наследствеността.

Съществени разлики между растителни и животински клетки

В допълнение към общите характеристики на структурата и жизнената активност на растителните и животинските клетки, има специални отличителни черти на всяка от тях.

По този начин можем да кажем, че растителните и животинските клетки са сходни една с друга в съдържанието на някои важни елементи и някои жизнени процеси, а също така имат значителни разлики в структурата и метаболитните процеси.