Клеточная инженерия
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.
Биология опухолевой клетки
Клетка многоклеточного организма может существовать в двух состояниях:
нормальном и трансформированном, т.е. опухолевом. Для исследовательских
целей во многих случаях более удобна культура опухолевых клеток.
Опухолевая клетка по многим биохимическим признакам отличается от
нормальной. Её наиболее характерным отличительным свойством является
способность к непрерывному делению, которое не подчиняется регуляторным
сигналам организма. В результате деления из одной клетки образуются две,
также способные к бесконтрольному делению, т.е. способность к
нерегулируемому делению передается по наследству. Увеличение размера
опухоли происходит за счет размножения исходной опухолевой клетки, а не
превращения новых нормальных клеток в опухолевые. Отсюда следует, что из
одной опухолевой клетки в организме может возникнуть опухолевой узел.
Имеются прямые доказательства того, что опухоли человека имеют
моноклональное происхождение (клон - некоторое количество клеток,
произошедших от одной родительской клетки в результате ее деления).
Помимо способности к бесконтрольному росту еще два свойства опухолей
определяют их опасность для жизни организма: способность к инвазии и
метастазированию.
Инвазия - явление прорастания опухоли в нормальные ткани, нарушая их
питание, функционирование, что приводит их к гибели.
Метастазирование - это способность злокачественной опухоли
образовывать опухолевые узлы в отдаленных от первичной опухоли частях
организма. Опухолевые клетки, в отличие от нормальных, плохо скреплены
между собой. Отрываясь от основного узла, одиночные опухолевые клетки током
крови или лимфы разносятся по всему организму. В некоторых органах они
могут задержаться и начать делиться, что приведет к образованию новых
опухолевых узлов, способных к инвазии, таким образом, даже если опухоль
поражен не жизненно важный орган, то и в этом случае способность опухоли к
метастазированию делает ее опасной для жизни.
Особый интерес представляет вопрос, может ли идти обратный процесс,
т.е. может ли из опухолевой клетки образоваться нормальная? Дать
положительный ответ, разумеется, никто не решится, но в то же время имеются
данные, свидетельствующие о теоретической возможности перерождения -
нормализации опухолевых клеток.
Было отмечено, что при введении некоторых веществ (масляной кислоты,
диметилсульфоксида, витамина А и др.) в клеточную культуру опухоли, клетки
по некоторым биохимическим признакам становились похожими на нормальные,
однако при удалении этих веществ клетки вновь приобретали опухолевые черты.
Беатриса Минц, одна из исследователей рака, пересаживала клетку
тератомы - опухоли семенников черной мыши в полость бластулы (этап развития
оплодотворенной яйцеклетки) белой мыши. Через положенный срок рождались
мышата, которые отличались от контрольных только тем, что они были пестрыми
- на белой шкурке были черные полосы. Следовательно, в окружении нормальных
