Строение клетки

Гиалоплазма
Цитоплазма (cytoplasma) – это внутренняя среда клетки, отграниченная от внешней среды оболочкой – плазмалеммой - и включающая в себя прозрачное вещество гиалоплазму с находящимися в ней обязательными клеточными компонентами – органоидами - и различными включениями. В цитоплазму не входят ядро и, в случае растительной клетки, вакуоли.
Гиалоплазма выполняет несколько важнейших функций в клетке:
1. Является внутренней средой клетки, в которой происходят многие химические процессы;
2. объединяет все клеточные структуры и обеспечивает химическое взаимодействие между ними;
3. определяет местоположение органелл в клетке;
4. обеспечивает внутриклеточный транспорт веществ и перемещение органелл (например, движение хлоропластов в растительных клетках).
5. является основным вместилищем и зоной перемещения молекул АТФ – источников энергии клетки.

Цитоскелет
Цитоскелет представляет собой сложную трехмерную сеть белковых нитей, которая обеспечивает способность эукариотических клеток сохранять определенную форму, а также осуществлять направленные и координированные движения как самих клеток, так и отдельных органелл.
Цитоскелет выполняет три главные функции.
1. Служит клетке механическим каркасом, который придает клетке типическую форму и обеспечивает связь между мембраной и органеллами. Каркас представляет собой динамичную структуру, которая постоянно обновляется по мере изменения внешних условий и состояния клетки.
2. Действует как «мотор» для клеточного движения благодаря специальным двигательным белкам. Компоненты цитоскелета определяют направление и координируют движение, деление, изменение формы клеток в процессе роста, перемещение органелл, движение цитоплазмы.
3. Служит в качестве «рельсов» для транспорта органелл и других крупных комплексов внутри клетки.

Плазматическая мембрана
Плазмалемма есть абсолютно у всех клеток, а клеточная стенка поверх плазмалеммы образуется только у растений, грибов и прокариот.
Функции плазматической мембраны:
выполняют функцию барьера, отделяющего содержимое клетки от окружающей среды.
Устройство мембраны позволяет ей тонко регулировать процесс поступления в клетку и выхода из неё разнообразных веществ
Мембрана выполняет роль «матрицы», на которой в определённом порядке располагаются белки, так, чтобы они наиболее эффективно выполняли свои функции.
Гибкая и эластичная пленка способна предохранить клетку от гибели при умеренных механических нагрузках и нарушениях осмотического равновесия между клеткой и окружающей средой.
Поверхностный комплекс из углеводов (гликокаликс) определяет возможность клеток «узнавать» друг друга и устанавливать контакты.
Благодаря мембранам некоторых типов клеток возможна генерация и проведение импульса

Плазматическая мембрана
жидкостно-мозаичная модель строения мембраны: основу мембраны составляет двойной липидный слой, образованный гидрофобными фосфолипидами – обеспечивают непроницаемость мембраны для воды и растворенных в ней веществ, а также текучесть мембраны
Кроме молекул липидов очень важным компонентом мембран являются белки. Наличие белков определяет то многообразие сложнейших функций, которые выполняет мембрана в клетке.
Еще одним важным компонентом цитоплазматических мембран животных клеток являются углеводы. Доля их в мембране невелика.

Органоиды
Органоид (или органелла) – это постоянно или временно присутствующие микроструктуры, выполняющие жизненно важные функции в клетке.
- постоянные: ядро, митохондрии
-временные: веретено деления.

ВАКУОЛЯРНАЯ СИСТЕМА КЛЕТКИ
Вакуолярная система – это система из одномембранных разнообразных по строению и функциям органелл (эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, эндосомы, секреторные вакуоли), которая выполняет общую функцию синтеза, перестройки (модификации), сортировки и выведения (экспорта) из клетки биополимеров, а также функцию синтеза мембран этой системы и плазматической мембраны.
Свойства вакуолярной системы:
Структурные: одномембранные компартменты клетки
Источник образования: гранулярный эндоплазматический ретикулум.
Функциональные: кооперативность - взаимосвязь и последовательность этапов образования, перестройки, транспорта и экспорта синтезированных веществ.

ВАКУОЛЯРНАЯ СИСТЕМА КЛЕТКИ
Состав вакуолярной системы:
Эндоплазматический ретикулум: гладкий и шероховатый
Комплекс Гольджи (аппарат Гольджи)
Лизосомы первичные и вторичные
Дополнительные компоненты (не во всех клетках): сферосомы, пероксисомы.

ЭПР
Важнейшие функции грЭПР:
синтез «экспортных» белков
синтез мембран.
Отличительной чертой грЭПР является то, что его мембрана со стороны гиалоплазмы покрыта мелкими частицами - рибосомами
Важнейшие функции глЭПР:
синтез липидов, гликогена,

Аппарат Гольджи
1. Мембранные элементы АГ участвуют в сегрегации и накоплении продуктов, синтезированных в ЭР
2. Участвуют в химических перестройках и созревании, главным образом, олигосахаридных компонентов гликопротеинов.
3. Осуществляют процесс выведения готовых секретов за пределы клетки.
4. Источник клеточных лизосом.

Лизосомы
Основная функция: расщепление веществ экзогенного и эндогенного происхождения
Лизосомы не представляют собой в клетках самостоятельных структур, они образуются за счет активности эндоплазматического ретикулума и аппарата Гольджи
Характерной чертой лизосом является то, что они содержат около 40 типов гидролитических ферментов
Первичные лизосомы: сливаются с фагоцитарными, пиноцитозными вакуолями, эндосомами с образованием вторичной лизосомы
Вторичные лизосомы: лизосома, содержащая компоненты, захваченные в ходе эндоцитоза

Вакуоли растительных клеток
У молодых клеток может быть несколько мелких вакуолей, которые по мере роста и дифференцировки клетки сливаются друг с другом и образуют одну или несколько крупных вакуолей, занимающих до 90% объема всей клетки
Полость вакуоли заполнена так называемым клеточным соком, представляющим собой водный раствор, в который входят различные неорганические соли, сахара, органические кислоты и их соли и другие низкомолекулярные соединения, а также некоторые высокомолекулярные вещества (например, белки).

ДВУМЕМБРАННЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ
Двумембранные органеллы – аппараты энергообеспечения
У гетеротрофных организмов синтез АТФ осуществляют только митохондрии, у автотрофов важную роль играют и хлоропласты.
Для осуществления любых клеточных функций необходимы затраты энергии. Живые организмы или получают её, используя внешние источники, например, энергию Солнца, или за счет окисления различных субстратов. В обоих случаях организмы синтезируют АТФ как некую универсальную топливную «монету».

МИТОХОНДРИИ
Основная функция: окисление органических соединений и использование энергии, высвобожденной в ходе окисления, в синтезе АТФ
Митохондрии ограничены двумя мембранами — наружной и внутренней.
Между внешней и внутренней мембранами имеется так называемое перимитохондриальное (межмембранное) пространство
Внутренняя мембрана образует множество впячиваний внутрь митохондрий так называемых крист.
Ограниченное внутренней мембраной внутреннее содержимое митохондрии (матрикс, митоплазма) по составу близко к цитоплазме
В МИТОХОНДРИЯХ ЕСТЬ ДНК!!!

митохондрии
В митохондриях идет биологическое окисление углеводов до воды и углекислого газа. Это окисление называется «тканевое дыхание» и сопровождается выделением энергии, которая запасается в виде молекул АТФ

ПЛАСТИДЫ
Пластиды — характерные органеллы клеток автотрофных эукариотических организмов.
Характерным свойством хлоропластов является наличие в них пигмента хлорофилла, участвующего в процессе фотосинтеза
Различают хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.
В ХЛОРОПЛАСТАХ ЕСТЬ ДНК!!!

Хлоропласты
Из трех типов пластид (лейкопласты, хлоропласты, хромопласты) только хлоропласты содержат пигмент хлорофилл, участвующий в процессе фотосинтеза
В ходе фотосинтеза:
Выделяется кислород как побочный продукт
Образуется глюкоза из углекислого газа и воды (органика из неорганики)
Образуется АТФ (запасается энергия)

Ядерный аппарат
1) хранение и передача генетической информации;
2) реализация генетической информации посредством регуляции синтеза белка.
3) Регуляция обмена веществ и энергии в клетке.
Двойная мембрана
У эукариот ДНК линейная, у прокарит – кольцевая
У прокариот ядра нет, ДНК находится в зоне НУКЛЕОИДА
Хроматин в интерфазе расплетен, перед делением конденсирован
Ядрышко – рибонуклеопротеид, источник рибосом

Центриоли (у растений и грибов нет!)
Центриоль - это цилиндрическая частица, основу которой составляют триплеты микротрубочек - 3 микротрубочки, последовательно соединенные боковыми поверхностями.
В каждой животной клетке находятся две центриоли, расположенные перпендикулярно друг другу и называемые диплосомой (центросомой). Перед делением клетки центриоли диплосомы расходятся и рядом с каждой из них путем самосборки формируется вторая центриоль - образуются две диплосомы, которые в дальнейшем станут полюсами веретена деления.

Не путайте центриоли и веретено деления
Веретено́ деле́ния — временная структура, которая образуется в митозе и мейозе для обеспечения разделения хромосом и деления клетки.
Типичное веретено является биполярным — между двумя полюсами образуется веретенообразная система микротрубочек.
Веретено образуют три основных структурных элемента:
микротрубочки
полюса деления
хромосомы.
В организации полюсов деления у животных участвуют центросомы, содержащие центриоли. У растений, а также в ооцитах некоторых животных центросомы отсутствуют

Рибосомы
Рибосомы – немембранные органеллы, участвующие в синтезе белка.
Располагаются либо свободно в цитоплазме, либо связаны с шероховатым ЭПР
Состоят из 2-х субъединиц:
Большая
Малая
70S у прокариот (50+30)
80S у эукариот (60+40)

Сходства и различия клеток разных царств

Свойства клеток
К общим свойствам клеток организма, поддающимся объективной регистрации и обуславливающим их функции, относят:
раздражимость — способность клетки отвечать на раздражитель физической, химической или электрической природы,
возбудимость — способность клетки отвечать реакцией возбуждения на действие раздражителя,
проводимость — волна возбуждения, распространяющаяся по клеточной поверхности от места действия раздражителя,
сократимость — укорочение клетки в ответ на раздражение,
поглощение и усвоение — способность клетки поглощать и использовать питательные вещества с ее поверхности,
секрецию — способность клетки синтезировать новые вещества и выделять их для использования другими клетками организма,
экскрецию — способность клетки выделять через свою поверхность конечные продукты метаболизма — чужеродные вещества, остатки клеточных органелл,
дыхание — способность окислять пищевые вещества, высвобождая из них энергию,
рост — увеличение массы,
размножение — воспроизводство подобных клеток.

Соматические и половые клетки
Основные отличия половых клеток от соматических
1.Сперматозоиды и яйцеклетки имеют гаплоидный набор хромосом, а не диплоидный, как это свойственно соматическим клеткам.
2.Для половых клеток характерно сложное, стадийное развитие; при этом имеет место особый способ деления – мейоз.
3.Половые клетки тотипотентны, т. е. они сохраняют способность формировать любые (все) органы и ткани организма. Если из соматической клетки может образоваться лишь такая же дочерняя клетка, то из половых клеток формируется целый новый организм.
4.У половых клеток по сравнению с соматическими резко изменено ядерно-плазменное отношение: у яйцеклеток оно снижено благодаря увеличенному объему цитоплазмы, в которой размещен питательный материал (желток) для развития зародыша, а у сперматозоидов благодаря малому количеству цитоплазмы ядерно-цитоплазматическое отношение высокое.

ВИРУСЫ
Раздел 3