СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ Этапы формирования и развития представлений о клетке История открытия клетки: ⁻ 1590 г. Братья Янсены (изобретение микроскопа); ⁻ 1665 г. Р. Гук (ввел термин «клетка»); ⁻ 1680 г. Антонио ван Левенгук (открыл одноклеточные организмы); ⁻ 1831 г. Р. Броун (открытие ядра). История открытия клеточной теории: ⁻ 1838 г. Т. Шлейден (сформулировал вывод о том, что ткани растений состоят из клеток); ⁻ 1839 г. М. Шванн (ткани животных состоят из клеток, обобщил знания о клетке). Впервые клетку увидел Роберт Гук ещё в XVII веке. Считалось, что эта частица, наполненная жидкостью, нужна лишь для заполнения ткани веществом. Лишь в середине XIX века Рудольф Вирхов ввёл принцип «клетка происходит только из клетки». Стало ясно, что жизнь не самозарождается, а развивается и продолжается согласно строгим биологическим законам. И ведущую роль в этом играет деление клетки. В конце XIX века были открыты органеллы – компоненты клетки, которые выполняют определённые функции подобно органам в целом организме. Рудольф Вирхов Клетка – это основа строения и функции любой ткани. Знания о том, как она устроена и работает, позволяют понять, как живёт и болеет организм. Тело человека состоит из нескольких триллионов клеток, которые подразделяют на несколько десятков типов. Но почти все они имеют общие черты строения. Типы клеток Прокариотическая клетка – безъядерная Все бактерии, архея включая сине-зеленые водоросли (цианобактерии). Эукариотическая клетка – ядерная Грибы, растения, животные, простейшие Органоиды клетки ОРГАНОИДЫ ОДНОМЕМБРАННЫЕ ДВУХМЕМБРАННЫЕ НЕМЕМБРАННЫЕ • ЭПС • Клеточная мембрана • Рибосомы • Аппарат Гольджи • Митохондрии • Клеточный центр • Вакуоли • Пластиды • Реснички и жгутики • Лизосомы • Ядро Органоиды – постоянные клеточные структуры, имеющие определенное строение, химический состав и выполняющие специфические функции. Клеточная мембрана (оболочка) Запомните!!!!, что в отличие от клеточной стенки, которая есть только у растительных клеток и у клеток грибов (она придает им плотную, жесткую форму) клеточная мембрана есть у всех клеток без исключения! У клеток животных имеется только клеточная мембрана, а у клеток растений и грибов есть и клеточная стенка, и клеточная мембрана. Клеточная мембрана представляет собой билипидный слой (лат. bi - двойной + греч. lipos жир), который пронизывают молекулы белков. В основном билипидный слой образуют фосфолипиды – молекулы жиров, в которые встроена молекула фосфорной кислоты. Фосфолипид состоит из фосфорной головки и липидного хвостика. Липидный хвостик избегает контакта с водой, фосфорная головка «стремится» к молекулам воды. В водной среде фосфолипидные молекулы ориентируются так, что их гидрофобные концы обращены внутрь мембраны, а гидрофильные "головки" смотрят наружу. Образуется двойной слой . Билипидный слой насквозь пронизывают интегральные белки(пронизывающие), частично - погруженные белки и поверхностно лежащие белки - периферические. Интегральные (пронизывающие) белки образуют каналы, по которым молекулы различных веществ могут поступать в клетку или удаляться из нее. Благодаря им клетка не просто так, а очень избирательно обменивается молекулами с окружающей средой. Поэтому в клетку проходят только нужные молекулы. Роль белков в клеточной мембране Белки выполняют разные функции в клетке. 1. Белки-ферменты участвуют в биохимических реакциях – превращения одних веществ в другие. Большинство биохимических реакций организма без ферментов остановятся. 2. Белковые рецепторы находятся снаружи мембраны. Рецепторы – это молекулы для связи с определёнными внешними молекулами, например, гормонами. Гормоны связываются с рецепторами и управляют жизнью клетки. Например, гормон инсулин связывается с рецептором клетки и только после этого в клетку может войти глюкоза. Другими словами, инсулин – это ключ, инсулиновый рецептор – замок, который открывает двери для глюкозы. Хотя это правило работает не во всех тканях. 3. Белки-переносчики транспортируют молекулы в клетки. Принимают участие в поддержание постоянства структуры мембраны. Роль углеводных молекул Углеводные молекулы встроены в состав некоторых жиров (гликолипидов) и белков (гликопротеинов). Они придают поверхности клетки отрицательный заряд. Благодаря этому, например, эритроциты отталкиваются друг от друга и не склеиваются. Углеводы образуют особый слой на поверхности клетки – гликокаликс. Благодаря ему клетки распознают друг друга. В гликокаликсе есть ферменты для переваривания различных молекул. Например, гликокаликс клеток тонкой кишки содержит ферменты для переваривания пищи. Клеточная мембрана выполняет ряд важнейших функций: Разделительная (барьерная) - образует барьер между внешней средой и внутренней средой клетки (цитоплазмой с органоидами). Поддержание обмена веществ между внешней средой и цитоплазмой. Через мембрану по каналам кислород и питательные вещества поступают в клетку, а продукты жизнедеятельности - мочевина - удаляются из клетки во внешнюю среду. Транспортная. Пассивный: Внутрь клетки с помощью осмоса поступает вода. Путем простой диффузии в клетку попадают O2, H2O, CO2, мочевина. Облегченная диффузия характерна для транспорта глюкозы, аминокислот. Активный: натрий-калиевый насос, который накачивает ионы калия внутрь клетки, а ионы натрия выводит наружу. Прокариоты и эукариоты Прокариоты (греч. πρό - перед и κάρυον ядро) или доядерные - одноклеточные организмы, не обладающие в отличие от эукариот оформленным ядром и мембранными органоидами. У прокариот могут обнаруживаться только немембранные органоиды. Их генетический материал представлен в виде кольцевой молекулы ДНК нуклеоида (нуклеоид - ДНК–содержащая зона клетки прокариот). К прокариотам относятся бактерии, в их числе цианобактерии (цианобактерий подругому называют сине-зеленые водоросли). Эукариоты (греч. εὖ - хорошо + κάρυον - ядро) или ядерные - домен живых организмов, клетки которых содержат оформленное ядро. Растения, животные, грибы - относятся к эукариотам. Ядро ("ядро" по лат. - nucleus, по греч. - karyon) В ядре выделяют ядерную оболочку, ядрышко, ядерный сок (кариоплазму), хроматин. Оболочка ядра состоит из двух мембран и пронизана большим количеством ядерных пор, через которые происходит сообщение между кариоплазмой и цитоплазмой. Внутри ядра находится одно или несколько (от 1 до 7 ) ядрышек — плотных образований, где происходит синтез рибосомных РНК и сборка субъединиц рибосом. Внутренняя часть ядра заполнена кариоплазмой, в которой расположен хроматин - комплекс ДНК, РНК и белков, и одно или несколько ядрышек. Основная функция ядра клетки Главными функциями ядра является хранение, защита и передача наследственного материала дочерним клеткам. В ядре запрограммированы все процессы организма. Наследственная информация человека содержится в 46 хромосомах. Одна хромосома образована молекулой ДНК примерно 5 см длиной. Такая огромная ДНК умещается внутри ядра благодаря плотной упаковке. Она как бы намотана на специальные белки, которые называются гистоновыми белками. Комплекс белков и ДНК также называется хроматином. Другими словами, хроматин – это генетический материал, который виден в световой микроскоп. Хромосомы Отличаются друг от друга по строению, форме, размерам. Совокупность всех признаков (форма, число, размер) хромосом называется кариотип. Изучая кариотип человека, врач-генетик может обнаружить различные наследственные заболевания, к примеру, синдром Дауна - трисомия по 21-ой паре хромосом (должно быть 2 хромосомы, однако при синдроме Дауна их три). Эндоплазматическая сеть (ЭПС) или эндоплазматический ретикулум (лат. reticulum - сеть) ЭПС – это система мембран, образующих канальца, пузырьки, цистерны, трубочки. ЭПС Гладкая (без рибосом) Синтез углеводов и липидов, обезвреживание вредных веществ Шероховатая (есть рибосомы) Синтез белков Гладкая Шероховатая Функции ЭПС: ⁻ Синтез органических веществ; ⁻ Транспорт веществ как внутри клетки, так и между соседними клетками; ⁻ Разделение клетки на отдельные секции. АППАРАТ ГОЛЬДЖИ (КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖИ, ПЛАСТИНЧАТЫЙ КОМПЛЕКС) Комплекс Гольджи - окруженные мембранами полости (цистерны) и связанная с ними система пузырьков. Это - "клеточный склад". Функции: ⁻ Накопление и транспорт органических веществ; ⁻ «Упаковка» органических веществ; ⁻ Выведение органических веществ; ⁻ Образование лизосом; ⁻ Синтез липидов и углеводов на стенках мембран. ЛИЗОСОМЫ - (греч. lisis - растворение + soma - тело) Лизосомы представляют собой одномембранные пузырьки, внутри которых находятся гидролитические ферменты, расщепляющие белки, жиры, полисахариды. Лизосому можно ассоциировать с «клеточным желудком». Обычно лизосомы образуются из аппарата Гольджи. Мембрана Ферменты Функции: Клеточное пищеварение. Разрушают отмершие органоиды. Уничтожают отмирающие клетки и органы (утрата хвоста у головастика). Рибосомы - представляют собой мелкие органеллы, состоящие из рибосомных РНК (рРНК) и рибосомных белков СТРОЕНИЕ: • Очень мелкая органелла (около 20 нм). • Состоит из двух субъединиц: большой и малой, в состав которых входят белки и рРНК (рибосомальная РНК). Синтезируется в ядрышке. Большинство прикрепляются к шероховатой ЭПС, часть лежит свободно в цитоплазме ФУНКЦИЯ – синтез белка
