Клеточный уровень организации живой материи

Клетка является одной из форм организации живой материи. Это открытая природная система, обладающая всем комплексом свойств живого и способная к самоорганизации и самовоспроизведению. В составе организмов количество клеток может быть очень велико. Например, в коре больших полушарий головного мозга 14-15 миллиардов нервных клеток. Вместе с тем существуют и одноклеточные организмы, например, бактерии. Размеры, форма и строение клеток, входящих в состав разных организмов, различны. Диаметр большинства клеток не превышает 3·10^-5 м. Однако, нервные клетки имеют длинные отростки и достигают нескольких метров. Аналогично мышечные. Наиболее частые по форме шаровидные, кубические, цилиндрические, призматические и овальные клетки. Форма и размеры клеток связаны с их функциями. Например, длинные мышечные способны сокращаться, сближая таким образом отдельные участки тела. У клеток разные сроки существования: от нескольких дней (клетки пищевода) до всей жизни человека (нервные клетки). Жизненный цикл клетки заканчивается ее делением и продолжением жизни в новом качестве или гибелью. Кроме специфических клетки имеют ряд общих функций:

-осуществляют обмен веществ (метаболизм),

-регулируют и сохраняют свое состояние,

-хранят и передают наследственную информацию.

Клетки образуют ткани. Например, мышечную, нервную и т.п. Несколько типов тканей образуют органы: сердце, печень и др. Группы органов, связанные с решением каких-либо общих задач (дыхание, пищеварение и т.п.) образуют системы организма. Химический анализ показал, что в состав клеток входят практически все химические элементы, обнаруженные в неживой природе. Эти элементы образуют разнообразные химические соединения: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, а также воду (до 90%) и др. минеральные вещества (до 1,5%). Основными частями клетки являются ядро, клеточное тело (цитоплазма), и клеточная оболочка. Ядро имеет шаровидную или овальную форму и полужидкую консистенцию. В большинстве клеток имеется одно ядро, но может быть их несколько. Ядро окружено тонкой оболочкой. Внутри ядра обычно расположены одно или несколько более плотных округлых ядрышек. Цитоплазма представляет собой сложную коллоидную систему, главным компонентом которой являются белки. Ядро и цитоплазма находятся в постоянном взаимодействии друг с другом. С одной стороны ядро получает из цитоплазмы различные питательные вещества, а с другой стороны из ядра различные вещества поступают в цитоплазму и усваиваются ею. Взаимодействие клетки с внешней средой (обмен веществ) осуществляется через неплотную клеточную оболочку. Обмен веществом, энергией и информацией – необходимое условие жизни. В результате обмена веществ внутри клетки поддерживаются постоянные условия и постоянный состав клетки (гомеостаз). Обмен веществ представляет собой сложный многоступенчатый процесс, основными ступенями которого являются:

- доставка веществ в клетку из окружающей среды, энергии и информации;

- переработка клеткой поступающих веществ, сопровождающаяся освобождением энергии, за счет этой энергии синтезируется белок и другие необходимые вещества;

- выведение из клетки в окружающую среду полученных клеткой материала и энергии. Таким образом, клетка представляет собой динамичную систему, находящуюся в постоянном движении и изменении. В настоящее время установлено, что все нити управления обменом веществ находятся, как правило, в ядре клетки, а точнее в его структурных элементах – хромосомах. Хромосомы содержат молекулы нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) в виде длинных спиралевидных цепей. Исходным структурным элементом этих молекул является ген (от греч. - рождающий). Ген – это своего рода ЧИП, содержащий инструкцию, информацию и коды, определяющие всю деятельность клетки как по обмену веществ, так и самовоспроизведению. Таким образом, гены обеспечивают важнейшие метаболические и наследственные функции клетки и всего организма в целом.

Кроме клеток, имеющих ядра (эукариоты) есть и безъядерные клетки (прокариоты). Это исторические предшественники эукариотов. К прокариотам относятся, например, клетки бактерий, сине-зеленые водоросли. Прокариоты также способны выполнять все свойственные типичным клеткам функции. Нити нуклеиновых кислот, выполняющих управленческую функцию, находятся у них в цитоплазме.

В последнее время к миру живого относят также вирусы – безклеточные организмы, состоящие из ДНК или РНК и белковой оболочки.

Дата добавления: 2014-01-07