Строение и функции оболочки клетки

  Эндоплазматическая  сеть выполняет много разнообразных  функций. Основная функция гранулярной  эндоплазматической сети - участие  в синтезе белка, который осуществляется  в рибосомах.  

  На мембранах  гладкой эндоплазматической сети  происходит синтез липидов и  углеводов. Все эти продукты  синтеза накапливаются н каналах  и полостях, а затем транспортируются  к различным органоидам клетки, где потребляются или накапливаются  в цитоплазме в качестве клеточных  включений. Эндоплазматическая сеть  связывает между собой основные  органоиды клетки. 

  Рибосомы. Рибосомы  обнаружены в клетках всех  организмов. Это микроскопические  тельца округлой формы диаметром  15-20 нм. Каждая рибосома состоит  из двух неодинаковых по размерам  частиц, малой и большой.  

  В одной клетке  содержится много тысяч рибосом,  они располагаются либо на  мембранах гранулярной эндоплазматической  сети, либо свободно лежат в  цитоплазме. В состав рибосом  входят белки и РНК. Функция  рибосом - это синтез белка.  Синтез белка - сложный процесс,  который осуществляется не одной  рибосомой, а целой группой,  включающей до нескольких десятков  объединенных рибосом. Такую группу  рибосом называют полисомой. Синтезированные  белки сначала накапливаются  в каналах и полостях эндоплазматической  сети, а затем транспортируются  к органоидам и участкам клетки, где они потребляютя. Эндоплазматическая  сеть и рибосомы, расположенные  на ее мембранах, представляют  собой единый аппарат биосинтеза  и транспортировки белков.  

  Митохондрии.  В цитоплазме большинства клеток  животных и растений содержатся  мелкие тельца (0,2-7 мкм) - митохондрии  (греч. «митос» - нить, «хондрион» - зерно,  гранула). 

 Митохондрии хорошо  видны в световой микроскоп,  с помощью которого можно рассмотреть  их форму, расположение, сосчитать  количество. Внутреннее строение  митохондрий изучено с помощью  электронного микроскопа. Оболочка  митохондрии состоит из двух  мембран - наружной и внутренней. Наружная мембрана гладкая, она  не образует никаких складок  и выростов. Внутренняя мембрана, напротив, образует многочисленные  складки, которые направлены в  полость митохондрии. Складки  внутренней мембраны называют  кристами (лат. «криста» - гребень,  вырост) Число крист неодинаково  в митохондриях разных клеток. Их может быть от нескольких  десятков до нескольких сотен,  причем особенно много крист  в митохондриях активно функционирующих  клеток, например мышечных.  

  Митохондрии  называют «силовыми станциями»  клеток» так как их основная  функция - синтез аденозинтрифосфорной  кислоты (АТФ). Эта кислота синтезируется  в митохондриях клеток всех  организмов и представляет собой  универсальный источник энергии,  необходимый для осуществления  процессов жизнедеятельности клетки  и целого организма.  

  Новые митохондрии  образуются делением уже существующих  в клетке митохондрий.  

  Пластиды. В цитоплазме  клеток всех растений находятся  пластиды. В клетках животных  пластиды отсутствуют. Различают  три основных типа пластид:  зеленые - хлоропласты; красные,  оранжевые и желтые - хромопласты;  бесцветные - лейкопласты.  

  Хлоропласт. Эти  органоиды содержатся в клетках  листьев и других зеленых органов  растений, а также у разнообразных  водорослей. Размеры хлоропластов 4-6 мкм, наиболее часто они имеют  овальную форму. У высших растений  в одной клетке обычно бывает  несколько десятков хлоропластов. Зеленый цвет хлоропластов зависит  от содержания в них пигмента  хлорофилла. Xлоропласт - основной  органоид клеток растений, в котором  происходит фотосинтез, т. е. образование  органических веществ (углеводов)  из неорганических (СО2 и Н2О) при  использовании энергии солнечного  света.  

  По строению  хлоропласты сходны с митохондриями.  От цитоплазмы хлоропласт отграничен  двумя мембранами - наружной и  внутренней. Наружная мембрана гладкая,  без складок и выростов, а внутренняя  образует много складчатых выростов, направленных внутрь хлоропласта.  Поэтому внутри хлоропласта сосредоточено  большое количество мембран, образующих  особые структуры - граны. Они  сложены наподобие стопки монет.  

  В мембранах  гран располагаются молекулы  хлорофилла, потому именно здесь  происходит фотосинтез. В хлоропластах  синтезируется и АТФ. Между  внутренними мембранами хлоропласта  содержатся ДНК, РНК. и рибосомы. Следовательно, в хлоропластах, так  же как и в митохондриях, происходит  синтез белка, необходимого для  деятельности этих органоидов. Хлоропласты  размножаются делением.  

  Хромопласты  находятся в цитоплазме клеток  разных частей растений: в цветках,  плодах, стеблях, листьях. Присутствием  хромопластов объясняется желтая, оранжевая и красная окраска  венчиков цветков, плодов, осенних  листьев.  

  Лейкопласты.  находятся в цитоплазме клеток  неокрашенных частей растений, например  в стеблях, корнях, клубнях. Форма  лейкопластов разнообразна. 

  Хлоропласты,  хромопласты и лейкопласты способны  клетка взаимному переходу. Так  при созревании плодов или  изменении окраски листьев осенью  хлоропласты превращаются в хромопласты,  а лейкопласты могут превращаться  в хлоропласты, например, при позеленении  клубней картофеля. 

  Аппарат Гольджи.  Во многих клетках животных, например  в нервных, он имеет форму  сложной сети, расположенной вокруг  ядра. В клетках растений и  простейших аппарат Гольджи представлен  отдельными тельцами серповидной  или палочковидной формы. Строение  этого органоида сходно в клетках  растительных и животных организмов, несмотря на разнообразие его  формы.  

  В состав аппарата  Гольджи входят: полости, ограниченные  мембранами и расположенные группами (по 5-10); крупные и мелкие пузырьки, расположенные на концах полостей . Все эти элементы составляют  единый комплекс.  

 Аппарат Гольджи  выполняет много важных функций.  По каналам эндоплазматической  сети к нему транспортируются  продукты синтетической деятельности  клетки - белки, углеводы и жиры. Все эти вещества сначала накапливаются,  а затем в виде крупных и  мелких пузырьков поступают в  цитоплазму и либо используются  в самой клетке в процессе  ее жизнедеятельности, либо выводятся  из нее и используются в  организме. Например, в клетках  поджелудочной железы млекопитающих  синтезируются пищеварительные  ферменты, которые накапливаются  в полостях органоида. Затем  образуются пузырьки, наполненные  ферментами. Они выводятся из  клеток в проток поджелудочной  железы, откуда перетекают в полость  кишечника. Еще одна важная  функция этого органоида заключается  в том, что на его мембранах  происходит синтез жиров и  углеводов (полисахаридов), которые  используются в клетке и которые  входят в состав мембран. Благодаря  деятельности аппарата Гольджи  происходят обновление и рост  плазматической мембраны.  

  Лизосомы. Представляют  собой небольшие округлые тельца. От Цитоплазмы каждая лизосома  отграничена мембраной. Внутри  лизосомы находятся ферменты, расщепляющие  белки, жиры, углеводы, нуклеиновые  кислоты.  

  К пищевой  частице, поступившей в цитоплазму, подходят лизосомы, сливаются с  ней, и образуется одна пищеварительная  вакуоль , внутри которой находится  пищевая частица, окруженная ферментами  лизосом. Вещества, образовавшиеся  в результате переваривания пищевой  частицы, поступают в цитоплазму  и используются клеткой.  

  Обладая способностью  к активному перевариванию пищевых  веществ, лизосомы участвуют в  удалении отмирающих в процессе  жизнедеятельности частей клеток, целых клеток и органов. Образование  новых лизосом происходит в  клетке постоянно. Ферменты, содержащиеся  в лизосомах, как и всякие  другие белки синтезируются на  рибосомах цитоплазмы. Затем эти  ферменты поступают по каналам  эндоплазматической сети к аппарату  Гольджи, в полостях которого  формируются лизосомы. В таком  виде лизосомы поступают в  цитоплазму. 

   Клеточный  центр.  В клетках животных  вблизи ядра находится органоид, который называют клеточным центром.  Основную часть клеточного центра  составляют два маленьких тельца - центриоли, расположенные в небольшом  участке уплотненной цитоплазмы. Каждая центриоль имеет форму  цилиндра длиной до 1 мкм. Центриоли  играют важную роль при делении  клетки; они участвуют в образовании  веретена деления. 

   Клеточные  включения. К клеточным включениям  относятся углеводы, жиры и белки.  Все эти вещества накапливаются  в цитоплазме клетки в виде  капель и зерен различной величины  и формы. Они периодически синтезируются  в клетке и используются в  процессе обмена веществ. 

   Ядро. Каждая  клетка одноклеточных и многоклеточных  животных, а также растений содержит  ядро. Форма и размеры ядра  зависят от формы и размера  клеток. В большинстве клеток  имеется одно ядро, и такие  клетки называют одноядерными. Существуют  также клетки с двумя, тремя,  с несколькими десятками и  даже сотнями ядер. Это - многоядерные  клетки. 

  Ядерный сок  - полужидкое вещество, которое находится  под ядерной оболочкой и представляет  внутреннюю среду ядра. 
 

Химический состав клетки. Неорганические вещества  
 

  Атомный и  молекулярный состав клетки. В  микроскопической клетке содержится  несколько тысяч веществ, которые  участвуют в разнообразных химических  реакциях. Химические процессы, протекающие  в клетке,- одно из основных  условий ее жизни, развития  и функционирования.  

  Все клетки  животных и растительных организмов, а также микроорганизмов сходны  по химическому составу, что  свидетельствует о единстве органического  мира.  
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание химических элементов в клетке  
 

Элементы     Количество (в %)       Элементы     Количество (в %) 
 

Кислород        65-75                Кальций         0,04-2,00 

Углерод         15-16                Магний          0,02-0,03 

Водород         8-10                 Натрий          0,02-0,03 

Азот            1,5-3,0              Железо          0,01-0,015 

Фосфор          0,2-1,0              Цинк            0,0003 

Калий           0,15-0,4             Медь            0,0002 

Сера            0,15-0,2             Йод             0,0001 

Хлор            0,05-0,1             Фтор            0,0001 
 

  В таблице  приведены данные об атомном  составе клеток. Из 109 элементов периодической  системы Менделеева в клетках  обнаружено значительное их большинство.  Особенно велико содержание в  клетке четырех элементов - кислорода,  углерода, азота и водорода. В  сумме они составляют почти  98% всего содержимого клетки. Следующую  группу составляют восемь элементов,  содержание которых в клетке  исчисляется десятыми и сотыми  долями процента. Это сера, фосфор, хлор, калий, магний, натрий, кальций,  железо. В сумме они составляют 1.9%. Все остальные элементы содержатся  в клетке в исключительно малых  количествах (меньше 0,01%)  

  Таким образом,  в клетке нет каких-нибудь особенных  элементов, характерных только  для живой природы. Это указывает  на связь и единство живой  и неживой природы. На атомном  уровне различий между химическим  составом органического и не  органического мира нет. Различия  обнаруживаются на более высоком  уровне организации - молекулярном.