Клетки сходны по общему плану строения

Клетка - наименьшая единица живого.

III. Учебная информация для использования на занятии.

Клетка впервые была открыта английским физиологом Робертом Гуком в 1665 году. Он при помощи сконструированного им примитивного микроскопа увидел в тонком срезе пробкового дерева ячейки - это и были клетки. Существенный вклад в клеточную теорию внесли Ян Пуркинье, Броун, Теодор Шванн, Рудольф Вирхов. Так в 1830 г. Пуркинье обнаружил в клетке цитоплазму. В 1833 г. Броун увидел в клетке ядро, в 1838 г. Шванн пришел к заключению, что клетки различных организмов имеют сходное строение, а в 1858 г. Вирхов установил, что новые клетки образуются в результате деления материнской. В 1939 г. Шлейден и Шванн независимо один от другого сформулировали клеточную теорию.

Основные положения клеточной теории:

а) Имеется в виду, что отдельные компоненты клетки (ядро, митохондрии и т.д.) не могут полноценно существовать в изолированном состоянии: в них быстро развиваются процессы аутолиза и дегенерации.

б) В отличие от этого, многие клетки удаётся длительно культивировать в подходящей питательной среде с сохранением их жизнедеятельности.

Действительно, практически все клетки имеют 3 основных компонента:

плазматическую мембрану - отделяет содержимое клетки от внеклеточной среды, ядро - содержит наследственный материал (ДНК), связанный с ядерными белками, цитоплазму - это внеядерная часть клетки, включающая гомогенную гиалоплазму и многочисленные цитоплазматические структуры.

3. Клетки размножаются только путём деления ("каждая клетка - из клетки").

а) Не все клетки способны к делению: многие клетки, выполняющие сложные функции, в процессе своего созревания утратили эту способность.

б) Но появление новых клеток происходит только путём деления таких клеток, которые способны делиться. Этим утверждением исключается возможность образования клеток из неклеточного материала.

4. В организме клетки функционируют не изолированно, а в тесной связи друг с другом, образуя единое целое (ткани, органы, системы органов).

а) Поэтому клетки весьма различны: одни настроены на выполнение одного круга функций, другие - другого.

б) Отсюда - различия структуры клеток и образуемого ими межклеточного вещества. Т.е., имея общий план строения (плазматическая мембрана, ядро, цитоплазма), клетки разных видов в большей или меньшей степени отличаются друг от друга.

Таким образом, клетка - это самовоспроизводящаяся элементарная живая система, ограниченная плазмолеммой, содержащая ядро и цитоплазму.

В организме человека насчитывается 10¹³ клеток. Они отличаются между собой размерами формой. Самые крупные клетки - нервные (их размеры достигают 120 мкм находятся они в ганглионарном слое коры ГМ и называются клетками Беца по имени автора их описавшего, также к крупным клеткам относят адипоциты или жировые клетки (их размеры 100-120 мкм). Самая мелкая клетка - это лимфоцит его размер 4,5 мкм. Клетки отличаются также разнообразием форм. Округлой формы - н-р форменные элементы крови, отросчатой формы - нервные клетки, кубической формы - клетки канальцев почек, веретеновидной (гладкие миоциты), бокаловидной формы (клетки вырабатывающие слизь, их еще называют одноклеточными железами).

В ряде случаев утрачивается классическое клеточное строение и образуются неклеточные структуры:

1) постклеточные структуры (эритроциты, роговые чешуйки). Они развиваются из ядросодержащих клеток, которые на определенном этапе теряют ядро.
2) симпласты (волокна скелетных мышц, наружный слой трофобласта плаценты) - крупные образования, содержащие множество ядер.
Они появляются либо путём слияния исходных клеток (мышечные волокна),
либо в результате деления одних ядер без разделения цитоплазмы.

3) синцитий (сперматогенные клетки - предшественники сперматозоидов). После деления клетки между дочерними клетками остаются цитоплазматические мостики.

Также к неклеточным структурам относят межклеточное вещество, оно является продуктом секреции самих клеток. Так, в соединительной ткани межклеточное вещество состоит из волокон и аморфного вещества Цитоплазма клетки содержит следующие компоненты:.

1. Гиалоплазма (цитозоль) - в жидком состоянии золь, в твердом состоянии гель. В ее состав входят раствор минеральных солей, углеводы, белки, аминокислоты, ферменты. Соли натрия образуют в гиалоплазме изотонический раствор (0,9%). Поэтому если клетку поместить в дистил. воду, то она будет набухать, если же ее поместить в гипертонический раствор натрия или в концентрированный раствор глюкозы, то она будет сморщиваться.

2. Органеллы -Органеллами называют такие микроструктуры цитоплазмы, которые присутствуют практически во всех клетках и выполняют жизненно важные функции. Их делят на два типа. Мембранные органеллы - отграничены собственной мембраной от окружающей гиалоплазмы. Это - ЭПС, к Гольджи, лизосомы, пероксисомы, митохондрии. Немембранные органеллы - структуры, не окружённые мембраной. К ним относят рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микрофиламенты, реснички, жгутики, микроворсинки. Также, органеллы подразделяются на органеллы общего значения и специальные органеллы. Органеллы общего значения имеются во всех клетках и необходимы для обеспечения их жизнедеятельности. К ним относятся митохондрии, рибосомы, ЭПС, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы, клеточный центр, компоненты цитоскелета. Специальные органеллы имеются лишь в некоторых клетках и обеспечивают выполнение их специализированных функций. К ним относят реснички, жгутики, миофибриллы, акросому (спермиев). Специальные органеллы образуются в ходе развития клетки, как производные органелл общего значения.

3. Включения -необязательные компоненты цитоплазмы; они возникают и исчезают в зависимости от состояния клетки.

Сама клетка и мембранные органеллы окружены мембраной, различают плазмолемму или внешнюю клеточную мембрану и внутриклеточные мембраны. Плазмолемма занимает в клетке пограничное положение и играет роль полупроницаемого селективного барьера, который с одной стороны отделяет цитоплазму от внеклеточной среды, а с другой стороны обеспечивает ее связь с этой средой. Она включает 60% белков и 40 % липидов. Липиды входящие в состав плазмолеммы - это холестерин, сфингомиелины, фосфолипиды. Молекулы липидов образуют 2 слоя: 1) гидрофильные головки липидов имеют заряд и обращены к поверхностям мембраны 2) гидрофобные хвосты не имеют заряда и обращены к хвостам второго билипидного слоя. Толщина бислоя - 7 нм. Билипидный слой обладает способностью к самосборке и к самовосстановлению, обладает текучестью. В состав мембран входят и белки. Те участки молекул белков, где аминокислоты имеют заряд, обращены к головкам молекул липидов, а где аминокислоты не имеют заряда - к их хвостам. По локализации в мембране белки делятся на интегральные, полуинтегральные и примембранные. Интегральные - погружаются в оба билипидных слоя, полуинтегральные только в один слой, примембранные - расположены на поверхности билипидного слоя. За счет белков толщина мембраны может увеличиваться до 10 нм. Свойства белков мембран заключаются в их способности вращаться вокруг оси, изменять ось вращения, и перемещаться, благодаря текучести билипидного слоя. По функции белки делят на транспортные (они могут образовывать каналы, через которые транспортируются ионы, аминокислоты, глюкоза), структурные, рецепторные и ферментные, кроме того, белки участвуют в образовании контактов между клетками. Плазмолемма отличается от внутриклеточных мембран большей толщиной - 10 нм (толщина внутриклеточных мембран - 6 нм). Толщина ее увеличена за счет гликокаликса, состоящего из гликолипидов и гликопротеидов, которые нередко формируют рецепторы. Толщина гликокаликса - 3-4 нм, а например, в энтероцитах кишечника до 40 нм. Кнутри плазмолеммы прилежит субплазмолеммальный слой, состоящий из филаментов, включающих сократительные белки (актин, миозин, тропамиазин, альфа-актинин). В совокупности гликокаликс, липопротеидная мембрана и кортикальный слой формируют цитолемму. Функции плазмолеммы: 1) транспортная 2) барьерная 3) рецепторная 4) опорная (участвует в формообразовании клетки, к ней крепятся элементы внутриклеточного скелета)

Транспорт веществ: Через плазмолемму, могут транспортироваться микромолекулы, макромолекулы, микрочастицы и капельки воды.

Выделяют - пассивный транспорт, который включает простую и облегченную диффузию - это процессы, которые не требуют затраты энергии. Механизмом простой диффузии осуществляется перенос мелких молекул по градиенту концентрации (О2, Н2О, СО2). Облегченная диффузия осуществляется через каналы или белки переносчики, которые обладают специфичностью в отношении транспортируемых молекул. Активный транспорт является энергоемким процессом, благодаря которому перенос молекул осуществляется с помощью белков переносчиков против электрохимического градиента. Н-р, натриево- калиевый насос (представленный белком-переносчиком Na+-K+-АТФ-азой), благодаря которому ионы Na выводятся из цитоплазмы, а ионы К одновременно переносятся в нее. Это обеспечивает поддержание осмотического давления и мембранного потенциала. Транспорт макромолекул в клетку осуществляется с помощью механизма эндоцитоза. Эндоцитоз подразделяется на фагоцитоз и пиноцитоз. Фагоцитоз - это поглощение макромолекул и микрочастиц. Этот процесс складывается из адгезии частицы к плазмолемме, которая затем впячивается внутрь клетки, втягивая туда частицу, и наконец, отшнуровывается. В результате образуется фагосома, состоящая из частицы окруженной мембраной, далее содержимое фагосомы подвергается внутриклеточной переработке. Пиноцитоз осуществляется аналогично фагоцитозу, только вместо плотной частицы захватывается капелька жидкости с растворенными в ней веществами, а захваченная капелька называется пиноцитозным пузырьком. Если через плазмолемму вещества поступают из клетки во внешнюю среду, то это называется экзоцитозом.

Рецепторы состоят из гликолипидов и гликопротеидов. Они могут быть диффузно рассеяны по поверхности цитолеммы или сконцентрированы в одном месте. При помощи рецепторов клетки узнают друг друга и объединяются в ткани, также рецепторы связываются с гормонами, что приводит к активации ферментных систем клетки.

Ткани, состоящие из клеток, не распадаются на отдельные клетки, т.к. между ними имеются межклеточные контакты.

I. Контакты простого типа: простые межклеточные соединения, интердигитации

Простое межклеточное соединение -плазмолеммы соседних клеток приближаются др. к др. на расстояние 15-20нм и взаимодействуют др. с др. гликокаликсом. Характерно для соединительнотканных клеток.

Интердигитация (пальцевидное соединение) - Плазмолемма двух клеток, сопровождая друг друга, инвагинирует в цитоплазму вначале одной, а затем - соседней клетки. Характерны для клеток эпителиальной ткани.

II. Контакты сцепляющего типа - десмосома, адгезивный поясок

Дата добавления: 2015-04-30