Реферат Клітина

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Клітина, елементарна одиниця живого. Клітина отграничена з інших клітин чи то з довкілля спеціальної мембраною і має ядро або його еквівалент, у якому зосереджена переважна більшість хімічної інформації, контролюючою спадковість. Вивченням будівлі клітини займається цитологія, функціонуванням – фізіологія. Наука, вивчає які з клітин тканини, називається гистологией.

Існують одноклітинні організми, тіло яких повністю складається з однієї клітини. До цій групі ставляться бактерії і протисты (найпростіші тварини одноклітинні водорості). Іноді їхні також називають бесклеточными, але термін одноклітинні вживається частіше. Справжні багатоклітинні тварини (Metazoa) й рослини (Metaphyta) містять безліч клітин.

Абсолютна більшість тканин складається з клітин, проте є і пояснюються деякі винятку. Тіло слизевиков (миксомицетов), наприклад, складається з однорідної, не розділеної на клітини субстанції з численними ядрами. Сходным чином організовані й деякі тварини тканини, зокрема серцева м'яз. Вегетативное тіло (таллом) грибів створено мікроскопічними нитками – гифами, нерідко сегментированными; кожна така нитку можна вважати еквівалентом клітини, хоч і нетиповою форми.

Деякі які беруть в метаболізмі структури тіла, зокрема раковини, перлини чи мінеральна основа кісток, утворені не клітинами, а продуктами їх секреції. Інші, наприклад деревина, кора, роги, волосся і зовнішнє шар шкіри, – не секреторного походження, а утворені з мертвих клітин.

Дрібні організми, такі, як коловертки, складаються лише з кілька сотень клітин. Порівняйте: у людському організмі налічується прибл. 1014 клітин, у ньому щосекунди гинуть і заміщуються новими 3 млн. еритроцитів, і це лише одна десятимиллионная частку загальної кількості клітин тіла.

Зазвичай розміри рослинних і тварин клітин коливаються не більше від 5 до 20 мкм в поперечнику. Типова бактеріальна клітина значно менше – прибл. 2 мкм, а найменша з відомих – 0,2 мкм.

Деякі свободноживущие клітини, приміром, такі найпростіші, як форамініфери, можуть сягати кількох сантиметрів; вони мають багато ядер. Клітини тонких рослинних волокон досягають завдовжки як один метр, а відростки нервових клітин досягають у великих тварин кількох метрів. Під час такої довжині обсяг цих клітин невеличкий, а поверхню дуже великий.

Найбільші клітини – це незапліднені яйця птахів, заповнені жовтком. Найбільше яйце (і, отже, найбільша клітина) належало вимерлої величезної птаху – эпиорнису (Aepyornis). Імовірно його жовток важив прибл. 3,5 кг. Найбільше яйце у сьогодення видів належить страусу, його жовток важить прибл. 0,5 кг.

Зазвичай, клітини великих тварин і звинувачують рослин лише трохи більше клітин дрібних організмів. Слон більше миші не оскільки його клітини крупніша, а основному через те, самих клітин значно більше. Існують групи тварин, наприклад коловертки і нематоди, які мають кількість клітин на організмі постійний. Отже, хоча великі види нематод мають більше клітин, ніж дрібні, основна різниця у розмірі зумовлено у разі все-таки більшими розмірами клітин.

У межах даної типу клітин їх розміри зазвичай залежить від плоїдності, тобто. від кількості наборів хромосом, присутніх в ядрі. Тетраплоидные клітини (з чотирма наборами хромосом) вдвічі більший за обсягом, ніж диплоидные клітини (з подвійним набором хромосом). Плоидность рослини можна збільшити шляхом введення до нього рослинного препарату колхицина. Оскільки піддані такому впливу рослини мають більші клітини, які й самі крупніша. Але це явище можна спостерігати лише з полиплоидах недавнього походження. У еволюційно древніх полиплоидных рослин розміри клітин піддаються «зворотної регуляції» убік нормальних величин попри зростання числа хромосом.

Структура клітини

Певний час клітина розглядали як більш-менш гомогенна крапелька органічного речовини, яку називали протоплазмою чи живої субстанцією. Цей термін застарів по тому, з'ясувалося, що клітина складається з безлічі чітко відособлених структур, що дістали назву клітинних органел («маленьких органів»).

Щодо хімічного складу. Зазвичай 70–80 % маси клітини становить вода, у якій розчинено різноманітні солі і низькомолекулярні органічні сполуки. Найхарактерніші компоненти клітини – білки, й нуклеїнові кислоти. Деякі білки є структурними компонентами клітини, інші – ферментами, тобто. каталізаторами, визначальними швидкість і напрям які протікають у клітинах хімічних реакцій. Нуклеиновые кислоти служать носіями спадкової інформації, що реалізується у процесі внутрішньоклітинного синтезу білків.

Часто клітини містять певна кількість запасних речовин, службовців харчовим резервом. Рослинні клітини переважно запасають крохмаль – полімерну форму вуглеводів. У клітинах печінці та м'язів запасається інший вуглеводний полімер – глікоген. До часто запасаемым продуктам належить і жир, хоча деякі жири виконують іншу функцію, саме служать найважливішими структурними компонентами. Бєлки у клітинах (крім клітин насіння) звичайно запасаються.

Описати типовий склад клітини неможливо насамперед тому, що великі розбіжності у кількості запасаемых продуктів та води. У клітинах печінки міститься, наприклад, 70% води, 17% білків, 5% жирів, 2% вуглеводів і 0,1% нуклеїнових кислот; решта 6% викликають солі і низькомолекулярні органічні сполуки, зокрема амінокислоти. Рослинні клітини зазвичай містять менше білків, значно більше вуглеводів і трохи більше води; виняток складають клітини, перебувають у стані спокою. Покоящаяся клітина пшеничного зерна, є джерелом поживних речовин для зародка, містить прибл. 12% білків (переважно це запасаемый білок), 2% жирів і 72% вуглеводів. Кількість води сягає нормального рівня (70–80%) лише на початку проростання зерна.

Головні частини клітини. Деякі клітини, переважно рослинні і бактеріальні, мають зовнішню клітинну стінку. У вищих рослин вона з целюлози. Стєнка оточує власне клітину, захищаючи його від механічних впливів. Клітини, особливо бактеріальні, можуть також секретировать слизові речовини, створюючи цим навколо себе капсулу, яка, як і клітинна стінка, виконує захисну функцію.

Саме з руйнацією клітинних стінок пов'язана загибель багатьох бактерій під впливом пеніциліну. Річ у тім, що в бактеріальної клітини концентрація солей і низькомолекулярних сполук дуже високий, тому за відсутності зміцнювальної стінки викликаний осмотическим тиском приплив води у клітину можуть призвести до її розриву. Пенициллин, що перешкоджає під час зростання клітини формуванню її стінки, таки призводить до розриву (лизису) клітини.

Клітинні стінки і капсули не беруть участь у метаболізмі, і найчастіше їх вдається відокремити, не вбиваючи клітину. Отже, їх вважатимуться зовнішніми допоміжними частинами клітини. У клітин тварин клітинні стінки і капсули, зазвичай, відсутні.

Власне клітина складається з з трьох основних частин. Під клітинної стінкою, якщо вона є, перебуває клітинна мембрана. Мембрана оточує гетерогенний матеріал, званий цитоплазмой. У цитоплазму повантажено круглий чи овальне ядро. Нижче ми розглянемо докладніше структуру і функції цих частин клітини.

Клітинна мембрана

Клітинна мембрана – дуже важливу складову клітини. Вона утримує разом все клітинні компоненти і розмежовує внутрішню й зовнішню середу. З іншого боку, модифіковані складки клітинної мембрани утворюють багато органели клітини.

Клітинна мембрана є подвійний шар молекул (бимолекулярный шар, чи бислой). У це молекули фосфоліпідів та інших близьких до них речовин. Липидные молекули мають двоїсту природу, проявляющуюся у цьому, як вони поводяться стосовно воді. Голови молекул гидрофильные, тобто. мають спорідненістю до води, які углеводородные хвости гидрофобны. Тому, за змішуванні із жовтою водою ліпіди утворюють їхньому поверхні плівку, аналогічну плівці олії; у своїй всі ці молекули орієнтовані однаково: голови молекул – у питній воді, а углеводородные хвости – за їхніми поверхнею.

У клітинної мембрані два шару, в кожному їх голови молекул звернені назовні, а хвости – всередину мембрани, до іншому, не дотикаючись навзаєм в такий спосіб із жовтою водою. Товщина такий мембрани прибл. 7 нм. Крім корінних ліпідних компонентів, вони містять великі білкові молекули, які можуть «плавати» в липидном бислое і розташовано отже одна їх сторона звертається всередину клітини, іншу зтикається із зовнішнього середовищем. Деякі білки знаходяться тільки на зовнішньої або тільки внутрішній поверхні мембрани чи лише частково занурені в ліпідний бислой.

Основна функція клітинної мембрани залежить від регуляції перенесення речовин, у клітку та з клітки. Оскільки мембрана фізично певною мірою справляє враження олію, речовини, розчинні у маслі чи органічних розчинниках, наприклад ефір, легко проходять крізь нього. Те саме стосується і до таких газам, як кисень і діоксид вуглецю. У той самий час мембрана практично непроникна більшість водорозчинних речовин, зокрема на цукрів і солей. Завдяки цим властивостями вона може підтримувати всередині клітини хімічну середу, відрізнятиметься від зовнішньої. Наприклад, у крові концентрація іонів натрію висока, а іонів калію – низька, тоді як у внутрішньоклітинної рідини ці іони є у зворотному співвідношенні. Аналогічна ситуація характерною і багатьом інших хімічних сполук.

Вочевидь, що клітина тим щонайменше може бути повністю ізольована від довкілля, оскільки має одержувати речовини, необхідних метаболізму, і позбуватися його кінцевих продуктів. До того ж ліпідний бислой перестав бути повністю непроникним навіть водорозчинних речовин, а пронизують його т.зв. «каналообразующие» білки створюють пори, чи канали, що потенційно можуть відкриватися і закриватися (залежно через зміну конформації білка) й у відкритому стані проводять певні іона (Na+, K+, Ca2+) по градієнту концентрації. Отже, різниця концентрацій всередині клітини, і зовні неспроможна підтримуватися виключно з допомогою малої проникності мембрани. Насправді у ній є білки, виконують функцію молекулярного «насоса»: вони транспортують деякі речовини як всередину клітини, що з неї, працюючи проти градієнта концентрації. Через війну, коли концентрація, наприклад, амінокислот всередині клітини висока, а зовні низька, амінокислоти можуть тим щонайменше надходити із зовнішнього середовища у внутрішнє. Такий перенесення називається активним транспортом, і нього витрачається енергія, яку поставляють метаболізмом. Мембранні насоси високоспецифічні: кожен із новачків здатний транспортувати або тільки іони певного металу, або амінокислоту, або цукор. Специфичны ще й мембранні іонні канали.

Така виборча проникність фізіологічно дуже важливий, і його відсутність – перше свідчення загибелі клітини. Це легко проілюструвати з прикладу буряків. Якщо живої корінь буряків занурити їх у холодну воду, він зберігає свій пігмент; Якщо ж буряки кип'ятити, то клітини гинуть, стають легко проникними і пігмент, що й забарвлює води червоний колір.

Великі молекули типу білкових клітина може «заковтувати». Під упливом деяких білків, якщо вони є в рідини, оточуючої клітину, в клітинної мембрані виникає впячивание, яке потім стуляється, створюючи пляшечку – невелику вакуоль, що містить води і білкові молекули; після цього мембрана навколо вакуолі розривається, і вміст потрапляє всередину клітини. Такий процес називається пиноцитозом (буквально «питво клітини»), чи эндоцитозом.

Більші частинки, наприклад частинки їжі, можуть поглинатися аналогічно під час т.зв. фагоцитозу. Зазвичай, вакуоль, що настає при фагоцитоз, крупніша, пожива перетравлюється ферментами лизосом всередині вакуолі до розриву оточуючої її мембрани. Такий тип харчування уражає найпростіших, наприклад для амеб, поедающих бактерій. Проте спроможність до фагоцитозу притаманна й зарплатовій клітинам кишечника нижчих тварин, і фагоцитам – одного з видів білих кров'яних клітин (лейкоцитів) хребетних. У разі зміст цього процесу над харчуванні самих фагоцитів, а руйнуванні ними бактерій, вірусів чи іншого стороннього матеріалу, шкідливого для організму.

Функції вакуолей можуть і іншими. Наприклад, найпростіші, що у прісної воді, відчувають осмотический приплив води, оскільки концентрація солей всередині клітини значно вищий, ніж зовні. Вони можуть виділяти води спеціальну экскретирующую (сократительную) вакуоль, яка періодично виштовхує своє вміст назовні.

У рослинних клітинах часто маємо одну велика центральна вакуоль, що становить майже всю клітину; цитоплазма у своїй утворює тільки дуже тонкий прошарок поміж клітинної стінкою і вакуолью. Один із функцій такий вакуолі – накопичення води, що дозволяє клітині швидко збільшуватися у розмірі. Ця здатність особливо необхідна під час, коли рослинні тканини й зростають утворюють волокнисті структури.

У тканинах у місцях щільного сполуки клітин їх мембрани містять численні пори, освічені пронизливими мембрану білками – т.зв. коннексонами. Пори що прилягають клітин розташовуються друг проти друга, отже низькомолекулярні речовини можуть перегодить з клітки у клітину – ця хімічна система комунікації координує їх життєдіяльність. Одне з прикладів такої координації – бачимо у багатьох тканинах більш-менш синхронне розподіл сусідніх клітин.

Цитоплазма

У цитоплазмі є внутрішні мембрани, подібні до зовнішньої і що утворюють органели різних типів. Ці мембрани можна як складки зовнішньої мембрани; іноді внутрішні мембрани становлять єдине ціле із зовнішнього, але часто внутрішня складка отшнуровывается, і контакти з зовнішньої мембраною переривається. Однак у разі збереження контакту внутрішня і зовнішня мембрани який завжди хімічно ідентичні. Особливо різниться склад мембранних білків у різних клітинних органеллах.

Эндоплазматический ретикулум. Состоящая з канальцев і пухирців мережу внутрішніх мембран тягнеться від поверхні клітини до ядра. Ця мережу називається эндоплазматическим ретикулумом. Часто зазначалося, що канальцы відкриваються лежить на поверхні клітини, і эндоплазматический ретикулум, в такий спосіб, ж виконує функцію микроциркуляторного апарату, з якого зовнішня середовище може безпосередньо взаємодіяти з всім вмістом клітини. Таке взаємодія було знайдено у деяких клітинах, зокрема у м'язових, але що ясно, чи є воно універсальним. Принаймні транспорт низки речовин за цими канальцям з частині клітини до іншої справді відбувається.

Крихітні тільця, звані рибосомами, покривають поверхню эндоплазматического ретикулума, особливо поблизу ядра. Діаметр рибосом прибл. 15 нм, вони

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація