Клетка

самообновлению, саморегуляции, самовоспроизведению. Но в природе не

существует некой универсальной клетки: клетка мозга столь же сильно

отличается от клетки мышц, как и от любого одноклеточного организма.

Отличие выходит за рамки архитектуры - различно не только строение клеток,

но и их функции.

И все же можно говорить о клетках в собирательном понятии. В середине

XIX столетия на основе уже многочисленных знаний о клетке Т. Шванн

сформулировал клеточную теорию (1838). Он обобщил имевшиеся знания о клетке

и показал, что клетка представляет собой основную единицу строения всех

живых организмов, что клетки растений и животных сходны по своему строению.

Эти положения явились важнейшими доказательствами единства происхождения

всех живых организмов, единства всего органического мира. Т. Шванн внес в

науку правильное понимание клетки как самостоятельной единицы жизни,

наименьшей единицы живого: вне клетки нет жизни.

Клеточная теория – одно из выдающихся обобщений биологии прошлого

столетия, давшее основу для материалистического подхода к пониманию жизни,

к раскрытию эволюционных связей между организмами.

Клеточная теория получила дальнейшее развитие в трудах ученых второй

половины XIX столетия. Было открыто деление клеток и сформулировано

положение о том, что каждая новая клетка происходит от такой же исходной

клетки путем ее деления (Рудольф Вирхов, 1858). Карл Бэр открыл яйцеклетку

млекопитающих и установил, что все многоклеточные организмы начинают свое

развитие из одной клетки, и этой клеткой является зигота. Это открытие

показало, что клетка – не только единица строения, но и единица развития

всех живых организмов.

Клеточная теория сохранила свое значение и в настоящее время. Она была

неоднократно проверена и дополнена многочисленными материалами о строении,

функциях, химическом составе, размножении и развитии клеток разнообразных

организмов.

Современная клеточная теория включает следующие положения:

Клетка – основная единица строения и развития всех живых организмов,

наименьшая единица живого;

Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны)

по своему строению, химическому составу, основным проявлениям

жизнедеятельности и обмену веществ;

Размножение клеток происходит путем их деления, и каждая новая клетка

образуется в результате деления исходной (материнской) клетки;

В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой

ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно

связаны между собой и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

Общие черты и позволяют нам говорить о клетке вообще, подразумевая

некую среднюю типичную клетку. Все ее атрибуты - объекты абсолютно

реальные, легко видимые в электронный микроскоп. Правда, эти атрибуты

менялись - вместе с силой микроскопов. На схеме клетки, созданной в 1922

году с помощью светового микроскопа, всего четыре внутренние структуры; с

1965 года, основываясь на данных электронной микроскопии, мы рисуем уже, по

меньшей мере, семь структур. Причем, если схема 1922 года более походила на

картину абстракциониста, то современная схема сделала бы честь художнику-

реалисту.

Давайте подойдем поближе к этой картине, чтобы лучше рассмотреть

отдельные ее детали.

СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ

Клетки всех организмов имеют единый план строения, в котором четко

проявляется общность всех процессов жизнедеятельности. Каждая клетка

включает в свой состав две неразрывно связанные части: цитоплазму и ядро.

Как цитоплазма, так и ядро характеризуются сложностью и строгой

упорядоченностью строения и, в свою очередь, в состав их входит множество

разнообразных структурных единиц, выполняющих совершенно определенные

функции.

Оболочка. Она осуществляет непосредственное взаимодействие с внешней

средой и взаимодействие с соседними клетками (в многоклеточных организмах).

Оболочка - таможня клетки. Она зорко следит за тем, чтобы в клетку не

проникли ненужные в данный момент вещества; наоборот, вещества, в которых

клетка нуждается, могут рассчитывать на ее максимальное содействие.

Оболочка ядра двойная; состоит из внутренней и наружной ядерных

мембран. Между этими мембранами располагается перинуклеарное пространство.

Наружная ядерная мембрана обычно связана с каналами эндоплазматической

сети.

Оболочка ядра содержит многочисленные поры. Они образуются смыканием

наружной и внутренней мембран и имеют различный диаметр. В некоторых ядрах,

например ядрах яйцеклеток, пор очень много и они с правильными интервалами

расположены на поверхности ядра. Количество пор в ядерной оболочке

варьирует в различных типах клеток. Поры расположены на равном расстоянии

друг от друга. Так как диаметр поры может изменяться, и в ряде случаев ее

стенки обладают довольно сложной структурой, создается впечатление, что

поры сокращаются, или замыкаются, или, наоборот, расширяются. Благодаря

порам кариоплазма входит в непосредственный контакт с цитоплазмой. Через

поры легко проходят довольно крупные молекулы нуклеозидов, нуклеотидов,

аминокислот и белков, и таким образом осуществляется активный обмен между

цитоплазмой и ядром.

Цитоплазма. Основное вещество цитоплазмы, называемое также

гиалоплазмой или матриксом, - это полужидкая среда клетки, в которой

располагается ядро и все органоиды клетки. Под электронным микроскопом вся

гиалоплазма, располагающаяся между органоидами клетки, имеет мелкозернистую

структуру. Слой цитоплазмы формирует разные образования: реснички, жгутики,

поверхностные выросты. Последние играют важную роль в движении и соединении

клеток между собой в ткани.

В состав цитоплазмы входят вещества белковой природы. Во многих

клетках, например у амеб, в клетках различных эпителиев, гиалоплазма

содержит тончайшие нити, которые могут переплетаться и образовывать

структуры, напоминающие войлок. Эти нитевидные (фибриллярные) структуры

связаны с выполнением механической функции: они образуют нечто подобное

внутреннему скелету клетки. Фибриллы цитоплазмы не принадлежат к числу

постоянных структур: они могут появляться и исчезать при различных

физиологических состояниях клетки.

Важнейшая роль гиалоплазмы заключается в том, что эта полужидкая среда

объединяет все клеточные структуры и обеспечивает их химическое

взаимодействие друг с другом. Именно через цитоплазму происходит диффузия

различных веществ, растворенных в воде, которые постоянно поступают в

клетку и выводятся из нее. В цитоплазму поступают также твердые частички,

попадающие в клетку путем фагоцитоза, поступают и пиноцитозные вакуоли. Все

эти вещества передвигаются в ней и повергаются дальнейшей переработке.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС). Эндоплазматическая сеть принадлежит к

числу органоидов клетки, открытых совсем недавно (1945 – 1946).

Расположение сетчатых структур во внутренней части цитоплазмы – эндоплазме

(греч. "эндон" – внутри) – и послужило основанием для того, чтобы вновь

открытому органоиду дать название эндоплазматической сети или

эндоплазматического ретикулума.

Дальнейшее электронномикроскопическое изучение ультратонких срезов

разнообразных клеток показало, что сетчатые структуры состоят из сложной

системы канальцев, вакуолей и цистерн, ограниченных мембранами. Мембраны

ЭПС имеют типичную трехслойную структуру, такую же, как и та, что

свойственна и наружной мембране клетки. Каналы, вакуоли и цистерны образуют

ветвящуюся сеть, которая пронизывает всю цитоплазму клетки.

Форма каналов, вакуолей и цистерн эндоплазматической сети непостоянна

и широко варьирует как в одной и той же клетке в разные периоды ее

функциональной деятельности, так и в клетках различных органов и тканей.

Для каждого типа клеток характерна определенная структура ЭПС. Наибольшее

развитие ЭПС характерно для секреторных клеток с интенсивным уровнем

белкового обмена. Слабо развита ЭПС в клетках коры надпочечников,

сперматоцитах. В значительной мере степень развития эндоплазматической сети

находится в зависимости от уровня дифференцировки клеток. Например, в

молодых клетках сальных желез, претерпевающих интенсивное деление, ЭПС

развита слабо, но в более зрелых клетках этих желез она выражена очень

отчетливо, т. е. по мере дифференцировки клеток происходит и развитие ЭПС.

Типы эндоплазматической сети. Детальное изучение мембран,

ограничивающих каналы, вакуоли и цистерны ЭПС, позволило установить, что во

многих клетках на наружной поверхности этих мембран располагаются

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8