Учение о клетке
кристами, или трубочками, также заполнены матриксом. В матриксе митохондрии
обычно встречаются более мелкие, чем в гиалоплазме, рибосомы и молекулы
ДНК.
В митоховдриях осуществляется процесс дыхания. На их внутренних мембранах
окисляются пищевые продукты (углеводы, жиры и др.) и накапливается
химическая энергия в макроэргических фосфатных связях АТФ. Следовательно,
митохондрии можно назвать энергетическими центрами клетки. Число
митохондрии в клетке увеличивается путем деления надвое в результате
образования перетяжек перпендикулярно их продольной оси.
Лизосомы (от греч. лизис — растворяю, сома — тело). Органеллы величиной
0,5—2 мкм. Обнаруживаются в клетках большинства эукариотических организмов,
но особенно много их в тех животных клетках, которые способны к фагоцитозу.
Они имеют сферическую форму, окружены мембраной и заполнены густо-
зернистым матриксом. Лизосомы содержат ферменты, которые, могут разрушать
белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, липиды и другие органические
соединения при внутриклеточном пищеварении. Число ферментов в лизосомах так
велико, что при освобождении они способны разрушить всю клетку. Образно их
называют «органеллами самоубийства».
Большое значение имеет очищение с помощью лизосом полости клетки после
отмирания ее протопласта (например, при формировании сосудов и трахеид у
растений). По происхождению лизосомы являются производными
эндоплазматической сети или аппарата Гольджи.
Аппарат Гольджи. Эта структура названа по имени открывшего ее в 1898 г.
итальянского ученого К. Гольджи и до недавнего времени признавалась как
компонент только животной клетки. Однако с помощью электронного микроскопа
выяснилось присутствие аппарата Гольджи почти во всех типах и растительных
клеток.
Аппарат Гольджи состоит из диктиосом. Каждая диктиосома представляет
собой стопку плоских мешочков — цистерн диаметром около 1 мкм и толщиной
20—25 нм, отграниченных мембраной и расположенных параллельно друг другу.
Число цистерн в диктиосоме 5—7. От краев цистерн отчленяются пузырьки
различного диаметра — пузырьки Гольджи. Вся структура носит полярный
характер. Имеются формирующий полюс диктиосомы, где возникают новые
цистерны, и секретирующий полюс, где цистерна распадается и образуются
секретирующие пузырьки. Такое обновление происходит постоянно и
сопровождается повышением активности цистерн по мере продвижения к
секреторному полюсу, что выражается в увеличении числа отчленяемых
пузырьков. Новые цистерны образуются на формирующем полюсе из элементов
эндоплазматической сети.
В животных клетках аппарату Гольджи уже давно приписывалась секреторная
функция. К настоящему времени для растительных клеток выяснено, что
диктиосомы являются центром синтеза, накопления и секреции полисахаридов
клеточной стенки. Об этом свидетельствует усиление их активности в области
«клеточной пластинки», т.е. в той области, где после деления ядра (митоза
или мейоза) между двумя только что образовавшимися дочерними ядрами
закладывается новая клеточная стенка. При этом пузырьки Гольджи
направляются к нужному месту на клеточной пластинке при помощи
микротрубочек и здесь сливаются. Их мембраны становятся частью новых
плазмалемм дочерних клеток, а их содержимое используется для построения
стенок этих клеток. В каждой растительной клетке обнаруживается несколько
диктиосом. В животных клетках чаще встречается одна диктиосома.
Микротрубочки. Это полые цилиндрические органеллы, содержащиеся почти
во всех эукариотических клетках. Они представляют собой очень тонкие
трубочки (диаметр 24 нм, длина не-сколько микрометров), лишенные мембранной
структуры. Их стенки толщиной около 5 нм построены из спирально упакованных
глобулярных субъединиц белка — тубулина. Растут микротрубочки с одного
конца путем добавления тубулиновых субъединиц. Микротрубочки принимают
участие в различных внутриклеточных процессах: входя в состав центриолей и
веретена деления ядра, регулируют расхождение хроматид или хромосом,
обеспечивая их движение за счет скольжения микротрубочек, входящих в состав
базальных телец ресничек и жгутиков, а также, как отмечалось выше,
перемещают в нужном направлении пузырьки Гольджи.
Клеточный центр. Это органелла, находящаяся вблизи ядра в клетках
животных. Она состоит из двух маленьких телец цилиндрической формы
(центриолей), расположенных под прямым углом друг к другу. Центриоли
содержат ДНК и относятся к самовоспроизводящимся органеллам цитоплазмы.
Стенка центриоли состоит из микротрубочек. Центриоли играют важную роль
при делении клетки: от них начинается рост микротрубочек, формирующих
веретено деления.
Органеллы движения клеток. К ним относятся реснички и жгутики
(миниатюрные выросты клеток в виде волосков), с помощью которых
одноклеточные организмы легко движутся в жидкой среде. Они широко
распространены как у одноклеточных, так и у многоклеточных животных. Среди
простейших с помощью жгутиков перемещаются жгутиконосцы, а с помощью
ресничек — инфузория туфелька. Целый ряд одноклеточных организмов л
отдельных клеток животных движется с помощью выпячивания участков тела —
ложноножек (амеба, слизевики, лейкоциты). Такой способ передвижения
называется амебоидным. У многоклеточных животных и растений с помощью
жгутиков передвигаются сперматозоиды и зооспоры. Ядро. Это органелла, где
хранится и воспроизводится наследственная информация, определяющая признаки
данной клетки и всего организма в целом. Ядро является также центром
управления обмена веществ клетки, контролирующим деятельность всех других
органелл. Поэтому, если ядро удалить, клетка, как правило, погибает.
Форма ядра чаще всего шаровидная или эллипсоидальная, реже линзообразная
или веретеновидная. Размер ядра очень изменчив и зависит от вида организма,
а также от возраста и состояния клетки. Иногда «рабочая поверхность» ядра
увеличивается путем образования лопастей или отростков. В физико-химическом
отношении ядро клетки представляет собой комплекс гидрофильных коллоидов
более вязкой консистенции, чем коллоидная система цитоплазмы.
По химическому составу ядро резко отличается от остальных органелл
высоким (15—30 %) содержанием ДНК и РНК (12,1 %). Почти вся ДНК клетки (99
%) находится в ядре, где она образует комплексы с белками —
дезоксирибонуклеопротеиды (ДНП). Основное вещество ядра — сложные белки
(протеины). В ядре есть также липиды, вода, ионы Са + и Mg +.
Общий план строения ядра одинаков как у растительных, так и у животных
клеток. Структура же компонентов ядра существенно изменяется на разных
фазах жизненного цикла клетки, что связано с различием выполняемых ядром
функций. В связи с этим выделяют три состояния ядра: 1) делящееся ядро,
выполняющее функцию передачи наследственной информации от клетки к клетке;
2) ядро, синтезирующее (редупликация) наследственный материал — ДНК (это
состояние характерно для ядер в промежутках между делениями); 3) рабочее
ядро живых неделящихся клеток, выполняющее функцию управления
жизнедеятельностью клетки.
В ядре различают: 1) ядерную оболочку; 2) хроматин (хромосомы); 3) одно-
два, иногда несколько ядрышек; 4) ядерный сок.
Ядерная оболочка. Она имеет малую толщину и поэтому не видна в световом
микроскопе. Она состоит из двух мембран, разделенных бесструктурным
матриксом, сходным с матриксом каналов эндоплазматической.сети. Наружная
мембрана ядерной оболочки непосредственно связана с каналами
эндоплазматической сети. Поверхность ее покрыта рибосомами.
Ядерная оболочка содержит своеобразные структуры — ядерные поры. В них
наружная и внутренняя ядерные мембраны слиты по краям. Диаметр пор от 30 до
100 нм. Число пор также колеблется, занимая в зависимости от метаболической
активности ядра и вида организма от 10 до 50 % общей площади его
поверхности. Поры — это не простые отверстия, а сложные структурные
образования, обеспечивающие избирательную проницаемость. Ядерная оболочка
контролирует обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Из ядерного сока в
гиалоплазму проходят макромолекулы, в том числе предшественники рибосом, и
осуществляется транспорт белков в обратном направлении.
Хроматин, или хромосомы (от греч. хрома — цвет, сома — тело). Это
основной морфологический компонент ядра. Под световым микроскопом на
фиксированных и окрашенных препаратах он выявляется в виде сети из тонких
длинных нитей, а также , мелких гранул. Исследованиями ядра под электронным
микроскопом установлено, что основу хроматина составляют тонкие (10 нм)
нити (фибриллы), скрученные в спирали. По химическому составу они
