Клетка состоит из желеобразной массы — протоплазмы и ядра, окруженных клеточной мембраной. Отдельные структурные компоненты клетки следует рассматривать во взаимосвязи с их функцией .
Клетки обладают всеми свойствами живой материи, включая самосохранение и самовоспроизводство.
Поглощение и усвоение. Клетки избирательно поглощают из окружающей их межклеточной (интерстициальной) жидкости такие химические вещества, как аминокислоты, из которых синтезируются более сложные соединения — белки, составляющие основу протоплазмы. Таким образом, клетка является единицей, активно накапливающей и использующей питательные вещества, поступающие в организм человека с пищей.
Рост и восстановление. Питательные вещества, поступающие в клетки, могут использоваться для синтеза новой протоплазмы, что приводит к увеличению их размеров, то есть росту. Кроме того, питательные вещества необходимы для восстановления (регенерации) пришедших в негодность частей клетки. Рост и регенерация осуществляются благодаря анаболической функции клетки (анаболизму).
Метаболизм. Для своей деятельности клетка нуждается в энергии. В качестве ее источника используются отдельные компоненты поступающих в клетку веществ. Освобождающаяся при их расщеплении (катаболизме) энергия необходима клетке для теплопродукции, выделения секретов, движений и нервной деятельности. Процессы катаболизма и анаболизма составляют основу процесса жизнедеятельности клетки — обмена веществ .
Дыхание. Для функционирования и поддержания жизнедеятельности клетке крайне необходимы доставка с током крови кислорода из легких и удаление из тканей углекислого газа (конечного продукта метаболизма).
Выделение. Образующиеся в результате катаболических процессов вещества выделяются из клетки в интерстициальную жидкость, откуда поступают в кровь. При этом углекислота транспортируется в легкие и удаляется из организма в виде углекислого газа. Другие продукты обмена выводятся через почки с мочой.
Возбудимость и проводимость — специфические функциональные свойства клеток, как уже упоминавшиеся выше метаболическая активность и способность к росту.
Эти два свойства делают клетку активной. В ответ на химическое, механическое или нервное раздражение мышечная клетка отвечает сокращением, железистые клетки желудка, поджелудочной железы или других органов или желез вырабатывают секрет, а нервная клетка проводит раздражение. Причем нервный импульс, возникающий при раздражении нервной клетки, может проводиться на значительное расстояние (метр или более), в зависимости от длины нервного волокна, и служит ярким примером клеточной проводимости. Во всех случаях стимул, который побуждает клетку к действию, проводится вдоль всей ее длины.
Строение клетки. Характеризуя строение клетки, представляется весьма существенным рассматривать ее части во взаимосвязи с их функцией.
Протоплазма клетки образует тело клетки и включает в свой состав ядро и цитоплазму (участок протоплазмы, который окружает ядро).
В свою очередь цитоплазма состоит из гиалоплазмы (собственно цитоплазмы), которая представляет собой сложный коллоидный материал.
аппарат Гольджи гиалоплазма |
центросома
митохондрия |
клеточная оболочка |
Рис. 1/1. Строение клетки |
Она связана, в основном, с анаболической (синтетической) функцией клетки и содержит органеллы (основные из них перечислены ниже).
- Митохондрии — небольшие палочковидные образования, связанные с процессами катаболизма (дыхания).
- Комплекс Гольджи — система канальцев и пузырьков вблизи ядра, обеспечивающая выделительную (секреторную) функцию клетки.
- Центросома — небольшое тельце возле ядра, играющее важную роль в процессах деления клетки.
- Важнейшей структурой клетки является клеточная мембрана, которая отделяет цитоплазму от окружающей среды. Это не статическая оболочка, она выполняет множество функций. Одним из основных ее свойств является избирательная проницаемость, поддерживающая постоянство внутренней среды клетки. Благодаря этому свойству одни вещества свободно проникают в клетку, для других доступ в нее закрыт.
Ядро состоит из кариоплазмы, отделенной от цитоплазмы ядерной мембраной, которая так же, как цитолемма, обладает функцией избирательной проницаемости. Ядро контролирует всю деятельность клетки, без него клетка погибает.
В ядерном соке содержатся богатые белком нити, переплетение которых называется хроматином. В интерфазном ядре (ядре клеток в промежутках между делениями) хроматин обеспечивает поддержание их жизнедеятельности, а во время митоза (клеточного деления) он превращается в хромосомы, при помощи которых осуществляется передача генетической информации. Детерминанты этой информации — гены расположены в составе хромосом в линейной последовательности. У человека в клетках различных тканей содержится постоянное число хромосом, равное сорока шести . Кроме хроматина ядро содержит одно или несколько ядрышек.
1 — клетка с ядром и центросомой (интерфаза); 2 — перестройка ядерного хроматина и деление центросомы (профаза); 3 — волокна веретена деления (метафаза); 4 — концентрация хромосом у полюсов клетки (анафаза); 5 и 6 — образование двух дочерних клеток (телофаза) |
Рис. 1/2. Фазы клеточного деления (митоза): |
Размножение. Клетка не может расти до бесконечности. Достигнув определенного размера, она делится на две дочерние клетки. Благодаря этому происходит замена изношенных или погибших клеток. Клеточное деление называется митозом (кариокинезом).
Деление начинается с изменения ядра. При этом ядерная мембрана исчезает, а хроматин, спирализуясь, превращается в длинные нити — хромосомы. После разделения центросомы на две части каждая из них направляется к противоположным полюсам материнской клетки. Затем к полюсам притягиваются хромосомы и располагаются возле центросом. При превращении хромосом обратно в хроматин происходит образование двух новых ядер. В конечном итоге за счет образования перетяжки посередине цитоплазмы формируются две новые клетки (рис. 1/2).
Каждая возникшая в результате митоза дочерняя клетка содержит сорок шесть хромосом, поскольку во время деления их количество удваивается. Процесс удвоения (дупликации) хромосом очень важен для понимания основ жизнедеятельности клеток.
Однако митоз не единственный вид клеточного деления. В половых органах (яичках и яичниках) образование дочерних клеток происходит в результате мейоза.
При этом в половых клетках, гаметах (сперматозоидах и яйцеклетках), не происходит удвоения числа хромосом — сораняется их гаплоидный набор (двадцать три хромосомы). При оплодотворении, когда происходит слияние сперматозоида с яйцеклеткой, образуется зигота, содержащая уже полный, или диплоидный, набор (сорок шесть хромосом). Таким образом, заключенная в хромосомах генетическая информация поступает к ребенку одновременно от отца и матери
2,043 просмотров всего, 2 просмотров сегодня