Мельчайшая структурная и функциональная единица живого

Клетка — мельчайшая структурная и функциональная единица живого.

Все организмы — бактерии, растения, грибы, животные — состоят из клеток. Лишь вирусы называют внеклеточной формой жизни. Организмы могут быть одноклеточными (одноклеточные водоросли) и многоклеточными. Клетки всех организмов имеют сходное строение, но вместе с тем могут быть очень разнообразны в зависимости от роли, выполняемой ими в организме. Клетки, выполняющие одну функцию, объединяются в ткань. Одна ткань может включать клетки нескольких типов.

Каждая клетка отделена от другой тонкой пленкой. Она называется плазматической мембраной (плазмалеммой), потому что отделяет внутренне живое содержимое клетки — протоплазму — от окружающей среды. Клетки связаны между собой, они обмениваются веществом и энергией. Содержимое клетки делится на две части — цитоплазму и ядро. В цитоплазме клетки содержатся ее органы, за свои маленькие размеры называемые органеллами. Ядро содержит генетическую информацию, записанную в молекуле ДНК.

Рис. Микрофотография растительной клетки. Хорошо различимы крупные хлоропласты

У многих организмов этот комплекс может формироваться в особенные структуры — хромосомы. Значительную часть времени ядро отграничено от цитоплазмы двуслойной ядерной мембраной. По этому признаку все организмы делятся на две крупные группы: прокариоты — доядерные, и эукариоты — настоящие ядерные. Прокариоты имеют геном из одной или нескольких замкнутых в круг молекул ДНК, ядра как такового нет.

Рис. Клетки паренхимы с выраженными крупными межклетниками

Эукариоты имеют оформленное ядро и хромосомы. Помимо перечисленного прокариот отличает от эукариот то, что у них (прокариот) нет органелл, имеющих собственные мембраны, зато их плазмалемма образует впячивания внутрь, образуя разделы клетки — компартменты. В клетках эукариот получили широкое распространение именно внутренние мембраны. К первой группе относятся бактерии, ко второй — грибы, растения и животные. У растений и некоторых других организмов снаружи от плазмалеммы есть клеточная оболочка или, как ее еще называют, клеточная стенка, состоящая в основном из целлюлозы.

В молодой растительной клетке имеется одна или несколько некрупных вакуолей — пузырьков, окруженных собственной мембраной — тонопластом, и заполненных жидкостью — клеточным соком. Клеточный сок состоит в основном из воды, в нем содержатся пигменты и запасаемые вещества. Пигменты клеточного сока придают розовую окраску лепесткам цветов, чешуям луковиц и т.п. В старых клетках вакуоли разрастаются и сливаются. Цитоплазма таких клеток представлена тонким пристенным слоем.

В клетке есть и другие окруженные двумя мембранами органеллы. Это пластиды и митохондрии. И те, и другие имеют сложно организованную внутреннюю мембрану, собственные ДНК и аппарат синтеза белков. В общем, они очень похожи на прокариотические клетки, заключенные внутри эукариотических.

Пластиды не встречаются в животных клетках. Они бывают нескольких типов. Самые известные среди них — принимающие участие в фотосинтезе хлоропласты. Они содержат пигмент хлорофилл, окрашивающий их в зеленый цвет. Хромопласты имеют красные и оранжевые тона. Они могут получаться из хлоропластов, утративших хлорофилл. Они придают окраску плодам, части цветков и осенним листьям. Лейкопласты бесцветны. Они накапливают в себе питательные вещества: крахмал, белки, жиры. Пластиды могут превращаться друг в друга. Те из них, которые еще не приобрели специфической функции, называются протопластами.

Рис. Строение растительной клетки: 1. Плазматическая мембрана. 2. Клеточная оболочка. 3. Цитоплазма. 4. Хлоропласты. 5. Срединная пластинка. 6. Тонопласт. 7. Микротельца. 8. Межклеточное пространство. 9. Первичное поровое поле с плазмодесмами. 10. Ядрышко. 11. Ядро. 12. Митохондрии. 13. Тяжи цитоплазмы

Митохондрии мельче пластид. В них происходит клеточное дыхание, расщепление органических веществ и запасание энергии в виде связей АТФ. Внутренняя мембрана митохондрий имеет кристы — впячивания внутрь. И митохондриям, и хлоропластам складки мембраны необходимы для увеличения их поверхности. Ведь именно на мембранах происходят реакции фотосинтеза и дыхания.

В цитоплазме есть множество мелких телец - рибосом. Они состоят из двух частей — субъединиц. Те, в свою очередь, содержат рибосомальную РНК и белки. Рибосома участвует в синтезе белков. Между двумя ее частями зажимается молекула информационной РНК, с которой считывается информация о структуре белка. А транспортная РНК доставляет к месту синтеза частицы будущих белков — аминокислоты.

Рис. Строение клеточной мембраны: 1. Двойной слой липидов. 2. Белок. 3. Углеводная цепь в гликопротеиновом комплексе

В клетке существует собственная транспортная сеть — эндоплазматический ретикулюм. Это тоже система мембран. Они напоминают трубопровод, связывают соседние клетки и соединены с наружной мембраной ядра. Для облегчения транспорта белков часть рибосом сидит прямо на цистернах сети.

Аппарат Гольджи — это система плоских мембранных мешочков. Они растут, получая вещества от эндоплазматической сети. Внутри них вырабатывается собственный секрет.