Клетка, раздел «Биолог»
Клетка — элементарная живая система, основа строения и жизнедеятельности всех живых организмов. Известно, что они бывают одноклеточными (например, различные бактерии, а также простейшие) или многоклеточными. Сами названия говорят о том, что в основе строения этих организмов лежит структурная единица — клетка.
Живую материю делят на два надцарства — прокариот и эукариот (прокариот в последнее время некоторые систематики разделяют на два надцарства — настоящих бактерий и архебактерий). К прокариотическим организмам относятся бактерии и цианобактерии, все остальные организмы — от одноклеточных простейших до многоклеточных растений и животных — эукариотические.
Клетки организмов этих надцарств обладают общими основными свойствами: у них сходны основные системы обмена веществ, системы передачи генетической информации (репликации по матричному принципу), энергообеспечения и др. Но между ними и много различий. Во-первых, у прокариотических клеток молекулы ДНК, определяющие наследственные свойства организмов, не собраны в виде клеточного ядра, характерного для эукариотических клеток. Во-вторых, у прокариотических клеток нет многих специальных структур внутри клеток, так называемых органоидов, характерных для эукариотических клеток. Эукариотические клетки более сложно организованы, они могут специализироваться в очень широких пределах и входить в состав многоклеточных организмов, (см. Клеточная специализация (дифференцировка).
По своей структуре и основным биохимическим свойствам разные клетки очень сходны, что говорит о единстве их происхождения на заре возникновения мира живого (см. Клеточная теория).
Что же такое клетка? Клетка — это система, состоящая из биополимеров (сложных органических молекул), а также содержащая и малые органические и неорганические молекулы. Главными свойствами этой системы являются: самовоспроизведение, постоянный обмен веществами и энергией с внешней средой, структурное обособление ее от внешней среды.
Всякие клетки отделены как от окружающей их среды, так и друг от друга с помощью тонкой поверхностной пленки — мембраны (плазматическая мембрана). Эта мембрана построена из липопротеидов и окружает содержимое клетки, цитоплазму и ядро, со всех сторон. Плазматическая мембрана имеет очень важные свойства: она ограничивает свободное перемеще.-ние веществ из клетки наружу и наоборот, избирательно пропускает вещества и молекулы, поддерживая таким образом постоянство состава и свойств цитоплазмы. Кроме того, на плазматической мембране располагаются специальные белковые комплексы (рецепторы), которые «узнают» вешества, отбирают их и с помощью других белков (переносчиков) активно транспортируют внутрь или наружу из клетки.
В цитоплазме клеток есть специальные работающие сложно организованные системы, выполняющие различные нагрузки (функции). Это органоиды (см. рис.).
К органоидам прокариотических клеток (бактерий) относятся рибосомы, нуклеоид — компонент, содержащий ДНК, небольшое число мембранных пузырьков (например, мембранные пузырьки, несущие фоточувствительные пигменты, — и некоторых бактерий) и специальные органоиды движения — жгутики (см. Жгутики и реснички), Конечно, плазматическую мембрану тоже можно считать органоидом. Остальная масса цитоплазмы называется гиалоплазмой или цитозолем.
Эукариотические клетки устроены намного сложнее. Их молекулы ДНК образуют комплексы со специальными белками, формируя хромосомы. Хромосомы находятся в ядре. Ядро представляет собой клеточный органоид, обеспечивающий работу системы белкового синтеза и контроль за этой работой.
Цитоплазма эукариотических клеток плотно заполнена разнообразными органоидами. Некоторые из них имеют мембранное строение, другие построены только из белков. К мембранным органоидам относятся: плазматическая мембрана, вакуолярная транспортно-обменная система (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, секреторные вакуоли, фагоцитарные вакуоли, вакуоли растений, ядерная оболочка), органоиды энергообеспечения (митохондрии и пластиды). К немембранным органоидам относят рибосомы, опорно-двигательную систему (микротрубочки и разные нитчатые структуры), центриоли и базальные тельца, жгутики животных клеток. Органоиды и ядро как бы погружены в цитозоль, и вся эта совокупность структур цитоплазмы окружена непрерывной плазматической мембраной.
Каждый из органоидов или каждый из компонентов систем выполняет только свои собственные функции. Например, на рибосомах происходит синтез белка, в митохондриях — синтез АТФ, в пластидах (хлоропластах) — фиксация СО и синтез Сахаров, в аппарате Гольджи — образование мембран и упаковка секретируемых (выделяемых из клетки) веществ и т. д. Важно помнить, что все эти сложные процессы взаимосвязаны друг с другом, образуя единую структурную и химическую систему — живую клетку. Поэтому в клетке нет «главных» и «второстепенных» органоидов. Прекращение работы любой группы органоидов для клетки смертельно.
