До еукаріотів належать царства рослин, тварин, грибів.

Основні ознаки еукаріотів.

1. Клітина розділена на цитоплазму та ядро.
2. Більшість ДНК зосереджена в ядрі. Саме ядерна ДНК відповідає за більшу частину процесів життєдіяльності клітини та за передачу спадковості дочірнім клітинам.
3. Ядерна ДНК розчленована на нитки, не замкнуті у кільця.
4. Нитки ДНК лінійно витягнуті всередині хромосом, чітко видно у процесі мітозу. Набір хромосом в ядрах диплоїдних соматичних клітин.
5. Розвинена система зовнішніх та внутрішніх мембран. Внутрішні ділять клітину окремі відсіки – компартменти. Беруть участь у освіті органоїдів клітини.
6. Органоїдів багато. Деякі органоїди оточені подвійною мембраною: ядро, мітохондрії, хлоропласти. У ядрі, поряд з оболонкою та ядерним соком, виявляється ядерце та хромосоми. Цитоплазма представлена ​​основною речовиною (матриксом, гіалоплазмою) в якій розподілені включення та органели.
7. Велика кількість органел обмежена одинарною мембраною (лізосоми, вакуолі тощо)
8. В еукаріотичній клітині виділяють органели загального та спеціального значення. Наприклад: загального значення– ядро, мітохондрії, ЕПС тощо; спеціального значення - мікроворсинки всмоктуючої поверхні епітеліальної клітини кишечника, вії епітелію трахеї та бронхів.
9. Характерний мітоз – механізм відтворення у поколіннях генетично подібних клітин.
10. Властивий статевий процес. Утворюються справжні статеві клітини – гамети.
11. Не здатні до фіксації вільного азоту.
12. Аеробне дихання відбувається у мітохондріях.
13. Фотосинтез проходить у хлоропластах, що містять мембрани, які зазвичай укладені в грани.
14. Еукаріоти представлені одноклітинними, нитчастими та багатоклітинними формами.

Основні структурні компоненти еукаріотичної клітини

органоїди

Ядро. Будова та функції.

У клітині виділяють ядро ​​та цитоплазму. Клітинне ядроскладається з оболонки, ядерного соку, ядерця та хроматину. Функціональна роль ядерної оболонкиполягає в відокремленні генетичного матеріалу (хромосом) еукаріотичної клітини від цитоплазми з властивими їй численними метаболічними реакціями, а також регулювання двосторонніх взаємодій ядра і цитоплазми. Ядерна оболонка і двох мембран, розділених околоядерным (перинуклеарным) простором. Останнє може повідомлятися з канальцями цитоплазматичної мережі.

Ядерна оболонка пронизана порожню діаметром 80-90нм. Область пори або поровий комплекс з діаметром близько 120нм має певну будову, що вказує на складний механізмрегуляції ядерно-цитоплазматичних переміщень речовин та структур Кількість пір залежить від функціонального стану клітини. Що синтетична активність у клітині, то більше вписувалося їх число. Підраховано, що у нижчих хребетних тварин в еритробластах, де інтенсивно утворюється та накопичується гемоглобін, на 1мкм 2 ядерної оболонки припадає близько 30пор. У зрілих еритроцитах названих тварин, які зберігають ядра, на 1мк»г оболонки залишається до п'яти, тобто. у 6 разів менше.

В області перового комплексу починається так звана щільна платівка - білковий шар, що підстилає протягом усього внутрішню мембрану ядерної оболонки. Ця структура виконує передусім опорну функцію, оскільки за її наявності форма ядра зберігається у разі руйнації обох мембран ядерної оболонки. Припускають також, що закономірний зв'язок з речовиною щільної платівки сприяє упорядкованому розташуванню хромосом в інтерфазному ядрі.

Основу ядерного соку,або матриксу,становлять білки. Ядерний сік утворює внутрішнє середовище ядра, у зв'язку з чим він відіграє у забезпеченні нормального функціонування генетичного матеріалу. У складі ядерного соку присутні нитчасті,або фібрилярні, білки,з якими пов'язане виконання опорної функції: у матриксі знаходяться також первинні продукти транскрипції генетичної інформації - гетероядерні РНК (гя-РНК), які тут же піддаються процесингу, перетворюючись на м-РНК (див. 3.4.3.2).

Ядрішкоявляє собою структуру, в якій відбувається освіта та дозрівання рибосомальнихРНК (РРНК). Гени рРНК займають певні ділянки (залежно від виду тварини) однієї або кількох хромосом (у людини 13-15і 21-22пари) - ядерцеві організатори, в області яких і утворюються ядерця. Такі ділянки у метафазних хромосомах виглядають як звуження та називаються вторинними перетяжками. Здопомогою електронного мікроскопа в ядерці виявляють нитчастий та зернистий компоненти. Нитчастий (фібрилярний) компонент представлений комплексами білка та гігантських молекул РНК-попередниць, з яких потім утворюються дрібніші молекули зрілих рРНК. У процесі дозрівання фібрили перетворюються на рибонуклеопротеїнові зерна (гранули), якими представлений зернистий компонент.

Хроматинові структури у вигляді глибок,розсіяних у нуклеоплазмі, є інтерфазною формою існування хромосом клітини

цитоплазма

У цитоплазмірозрізняють основну речовину (матрикс, гіалоплазма), включення та органели. Основна речовина цитоплазмизаповнює простір між плазмалемою, ядерною оболонкою та іншими внутрішньоклітинними структурами. Звичайний електронний мікроскоп не виявляє в ньому будь-якої внутрішньої організації. Білковий склад гіалоплазми різноманітний. Найважливіші з білків представлені ферментами гаїколізу, обміну Сахаров, азотистих основ, амінокислот та ліпідів. Ряд білків гіалоплазми служить субодиницями, у тому числі відбувається складання таких структур, як микротрубочки.

Основна речовина цитоплазми утворює справжнє внутрішнє середовище клітини, яка поєднує всі внутрішньоклітинні структури та забезпечує взаємодію їх один з одним. Виконання матриксом об'єднуючої, а також каркасної функції може бути пов'язане з мікропотужної мережі, що виявляється за допомогою надпотужного електронного мікроскопа, утвореної тонкими фібрилами товщиною 2-3нм і пронизує всю цитоплазму. Через гіалоплазму здійснюється значний обсяг внутрішньоклітинних переміщень речовин та структур. Основну речовину цитоплазми слід розглядати так само, як складну колоїдну систему, здатну переходити із золеподібного (рідкого) стану в гелеподібний. У процесі таких переходів відбувається робота. Про функціональне значення таких переходів див. 2.3.8.

Увімкненнями(рис. 2.5) називають відносно непостійні компоненти цитоплазми, які служать запасними поживними речовинами (жир, глікоген), продуктами, що підлягають виведенню з клітини (гранули секрету), баластними речовинами (деякі пігменти).

Органели - це постійні структури цитоплазми, що виконують у клітині життєво важливі функції.

Виділяють органели загального значенняі спеціальні.Останні у значній кількості присутні у клітинах, спеціалізованих до виконання певної функції, але у незначній кількості можуть зустрічатися і в інших типах клітин. До них відносять, наприклад, мікроворсинки всмоктуючої поверхні епітеліальної клітини кишечника, вії епітелію трахеї та бронхів, синаптичні бульбашки, транспортуючі речовини-переносники нервового збудження з однієї нервової клітинина іншу чи клітину робочого органу, міофібрили, від яких залежить скорочення м'яза. Детальний розгляд спеціальних органел входить до завдання курсу гістології.

До органелів загального значення відносять елементи канальцевої та вакуолярної системи у вигляді шорсткої та гладкої цитоплазматичної мережі, пластинчастий комплекс, мітохондрії, рибосоми та полісоми, лізосоми, пероксисоми, мікрофібрили та мікротрубочки, центріолі клітинного центру. У рослинних клітинахвиділяють також хлоропласту, у яких відбувається фотосинтез.

Канальцеваі вакуолярна системиутворені сполученими або окремими трубчастими або сплощеними (цистерна) порожнинами, обмеженими мембранами і клітини, що розповсюджуються по всій цитоплазмі. Нерідко цистерни мають міхурові розширення. У названій системі виділяють шорсткуі гладку цитоплазматичну мережу(див. рис. 2.3). Особливість будови шорсткої мережі полягає у прикріпленні до її мембран полісом. В силу цього вона виконує функцію синтезу певної категорії білків, переважно видаляються з клітини, наприклад секретуються клітинами залоз. В області шорсткої мережі відбувається утворення білків та ліпідів цитоплазматичних мембран, а також їх складання. Щільно упаковані в шарувату структуру цистерни шорсткої мережі є ділянками найбільш активного синтезу білка і називаються ергастоплазмою.

Мембрани гладкої цитоплазматичної мережі позбавлені полісу. Функціонально ця мережа пов'язана з обміном вуглеводів, жирів та інших речовин небілкової природи, наприклад, стероїдних гормонів (у статевих залозах, кірковому шарі надниркових залоз). По канальцях і цистернах відбувається переміщення речовин, зокрема секретованого залізистою клітиною матеріалу, від місця синтезу в зону упаковки гранули. У ділянках печінкових клітин, багатих структурами гладкої мережі, руйнуються та знешкоджуються шкідливі токсичні речовини, деякі ліки (барбітурати). У бульбашках і канальцях гладкої мережі поперечно-смугастої мускулатури зберігаються (депонуються) іони кальцію, що відіграють важливу роль у процесі скорочення.

Рибосома - це округла рибонуклеопротеїнова частка діаметром 20-30нм. Вона складається з малої та великої субодиниць, об'єднання яких відбувається у присутності матричної (інформаційної) РНК (мРНК). Одна молекула мРНК зазвичай поєднує кілька рибосом на кшталт нитки намиста. Таку структуру називають полісомою.Полісоми вільно розташовуються в основному речовині цитоплазми або прикріплені до мембран шорсткої цитоплазматичної мережі. В обох випадках вони є місцем активного синтезу білка. Порівняння співвідношення кількості вільних і прикріплених до мембран полісом в ембріональних недиференційованих і пухлинних клітинах, з одного боку, і в спеціалізованих клітинах дорослого організму з іншого, привело до висновку, що на полісомах гіалоплазми утворюються білки для власних потреб (для «домашнього» користування) цієї клітини, тоді як на полісомах гранулярної мережі синтезуються білки, що виводяться з клітини та використовуються на потреби організму (наприклад, травні ферменти, білки грудного молока).

Пластинчастий комплекс Гол'джіутворений сукупністю диктіосом числом від кількох десятків (зазвичай близько 20) до кількох сотень і навіть тисяч на клітину.

Диктіосома(Рис. 2.6, А) представлена ​​чаркою з 3-12 сплощених дископодібних цистерн, від країв яких відшнуровуються бульбашки (везикули). Обмежені певною ділянкою (локальні) розширення цистерн дають більші бульбашки (вакуолі). У диференційованих клітинах хребетних тварин та людини диктіосоми зазвичай зібрані у навколоядерній зоні цитоплазми. У пластинчастому комплексі утворюються секреторні бульбашки або вакуолі, вміст яких складають білки та інші сполуки, що підлягають виведенню із клітини. При цьому попередник секрету (просекрет), що надходить у диктіосому із зони синтезу, піддається в ній деяким хімічним перетворенням. Він також відокремлюється (сегрегується) у вигляді «порцій», які відразу одягаються мембранною оболонкою. У пластинчастому комплексі утворюються лізосоми. У диктіосомах синтезуються полісахариди, а також їх комплекси з білками (глікопротеїни) та жирами (гліколіпіди), які потім можна виявити в глікоколіксі клітинної оболонки.

Оболонка мітохондрій складається з двох мембран, що розрізняються за хімічним складом, набором ферментів та функцій. Внутрішня мембрана утворює вп'ячування листоподібної (кристи) або трубчастої (тубули) форми. Простір, обмежений внутрішньою мембраною, становить матриксорганели. У ньому за допомогою електронного мікроскопа виявляються зерна діаметром 20-40нм. Вони накопичують іони кальцію та магнію, а також полісахариди, наприклад, глікоген.

У матриксі розміщено свій апарат біосинтезу білка органели. Він представлений 2-б копіями кільцевої та позбавленої гістонів (як у прокаріотів) молекули ДНК, рибосомами, набором транспортних РНК (тРНК), ферментами редуплікації ДНК, транскрипції та трансляції спадкової інформації. За основними властивостями: розмірами і структурою рибосом, організації власного спадкового матеріалу -цей апарат схожий з таким у прокаріотів і відрізняється від апарату біосинтезу білка цитоплазми еукаріотичної клітини (чим підтверджується симбіотична гіпотеза походження мітохондрій; див. § 1). мітохондріальні рРНК і тРНК, а також послідовності амінонокислот деяких білків органели, головним чином її внутрішньої мембрани. Амінокислотні послідовності (первинна структура) більшості білків мітохондрій закодовані в ДНК клітинного ядра і утворюються поза органелою в цитоплазмі.

Головна функція мітохондрій полягає в ферментативному вилученні з певних хімічних речовин енергії (шляхом їх окислення) і накопиченні енергії в формі, що біологічно використовується (шляхом синтезу молекул аденозинтрифосфату -АТФ). Загалом цей процес називається окисним(розформування.В енергетичній функції мітохондрій беруть активну участь компоненти матриксу та внутрішня мембрана. Саме з цією мембраною пов'язані ланцюг переносу електронів (окислення) та АТФ-синтетазу, що каталізує пов'язане з окисленням фосфорилювання АДФ в АТФ. Серед побічних функцій мітохондрій можна назвати участь у синтезі стероїдних гормонів та деяких амінокислот (глутамінова).

Лізосоми(Рис. 2.6, У) є бульбашки діаметром зазвичай 0,2-0,4мкм, які містять набір ферментів кислих гідролаз, що каталізують при низьких значеннях рН гідролітичне (у водному середовищі) розщеплення нуклеїнових кислот, білків, жирів, полісахаридів. Їхня оболонка утворена одинарною мембраною, покритою іноді зовні волокнистим білковим шаром (на електронограмах «окаймлені» бульбашки). Функція лізосом - внутрішньоклітинне перетравлення оазличних хімічних сполук та структур.

Первинними лізосомами(діаметр 100нм) називають неактивні органели, вторинними - органели, у яких відбувається процес перетравлення. Побічні лізосоми утворюються з первинних. Вони поділяються на гетеролізоми(фаголізосоми) та аутолізосоми(Цитолизосоми). По-перше (рис. 2.6, Г) перетравлюється матеріал, що надходить у клітину ззовні шляхом піноцитозу і фагоцитозу, по-друге руйнуються власні структури клітини, які завершили свою функцію. Вторинні лізосоми, в яких процес перетравлення завершено, називають залишковими тільцями(Телолізоми). Вони відсутні гідролази і міститься неперетравлений матеріал.

Мікротельця складають збірну групу органел. Це обмежені однією мембраною бульбашки діаметром 0,1-1,5мкм з дрібнозернистим матриксом і часто кристалоїдними або аморфними білковими включеннями. До цієї групи відносять, зокрема, пероксисоми.Вони містять ферменти оксидази, що каталізують утворення пероксиду водню, який, будучи токсичним, потім руйнується під дією ферменту пероксидази. Ці реакції включені в різні метаболічні цикли, наприклад, в обмін сечової кислоти в клітинах печінки та нирок. У печінковій клітині число пероксисом досягає 70-100.

До органел загального значення відносять також деякі постійні структури цитоплазми, позбавлені мембран. Мікротрубочки(Рис.2.6, Д) - трубчасті утворення різної довжини із зовнішнім діаметром 24нм, шириною просвіту 15нм та товщиною стінки близько 5нм. Зустрічаються у вільному стані у цитоплазмі клітин або як структурні елементи джгутиків, вій, мітотичного веретена, центріолей. Вільні мікротрубочки і мікротрубочки вій, джгутиків і центріолей мають різну стійкість до руйнівних впливів, наприклад хімічних (колхіцин). Мікротрубочки будуються із стереотипних субодиниць білкової природи шляхом їх полімеризації. У живій клітині процеси полімеризації протікають одночасно з процесами деполімеризації. Співвідношенням цих процесів визначається кількість мікротрубочок. У вільному стані микротрубочки виконують опорну функцію, визначаючи форму клітин, і навіть є чинниками спрямованого переміщення внутрішньоклітинних компонентів.

Мікрофіламентами(Рис. 2.6, Е) називають довгі, тонкі утворення, що іноді утворюють пучки і виявляються по всій цитоплазмі. Існує кілька різних типів мікрофіламентів. Актинові мікрофіламентизавдяки присутності в них скоротливих білків (актин) розглядають як структури, що забезпечують клітинні форми руху, наприклад, амебоїдні. Їм приписують також каркасну роль та участь в організації внутрішньоклітинних переміщень органел та ділянок гіалоплазми.

По периферії клітин під плазмалемою, а також у навколоядерній зоні виявляються пучки мікрофіламентів завтовшки 10нм. проміжні філстенти.В епітеліальних, нервових, гліальних, м'язових клітинах, фібробластах вони збудовані з різних білків. Проміжні філаменти виконують, мабуть, механічну, каркасну функцію.

Актинові мікрофібрили та проміжні філаменти, як і мікротрубочки, побудовані із субодиниць. Внаслідок цього їх кількість залежить від співвідношення процесів полімеризації та деполімеризації.

Для тварин клітин, частини клітин рослин, грибів та водоростей характерний клітинний центр,до складу якого входять центріолі. Центріол(Під електронним мікроскопом) має вигляд «порожнистого» циліндра діаметром близько 150нм і довжиною 300-500нм. Її стінка утворена 27мікротрубочками, згрупованими в 9триплетів. До функції центріолей входить утворення ниток мітотичного веретена, які також утворені мікротрубочками. Центріолі поляризують процес поділу клітини, забезпечуючи розбіжність сестринських хроматид (хромосом) в анафазі мітозу.

Еукаріотична клітина має клітинний скелет (цитоскелет) із внутрішньоклітинних волокон (Кільців) – початок ХХ століття, наприкінці 1970 року знову відкритий. Ця структура дозволяє клітині мати свою форму, іноді змінюючи її. Цитоплазма перебуває у русі. Цитоскелет бере участь у процесі перенесення органоїдів, бере участь у регенерації клітин.

Мітохондрії – складні утворення з подвійною мембраною (0,2-0,7 мкм) та різною формою. Внутрішня мембрана має кристи. Зовнішня мембрана проникна практично всім хімічних речовин, внутрішня – лише активний транспорт. Між мембранами – матрикс. Мітохондрії розташовуються там, де потрібна енергія. Мітохондрії мають систему рибосом, молекулу ДНК. Можливе виникнення мутацій (66 захворювань). Як правило, вони пов'язані з недостатньою енергією АТФ, часто пов'язані із серцево-судинною недостатністю, патологіями. Кількість мітохондрій різна (у клітині трипаносоми-1 мітохондрія). Кількість залежить від віку, функції, активності тканини (печінка – понад 1000).

Лізосоми – тільця, оточені елементарною мембраною. Містять 60 ферментів (40 лізосомальних, гідролітичних). Усередині лізосоми – нейтральне середовище. Активізуються низькими значеннями рН, виходячи в цитоплазму (самоперетравлення). Мембрани лізосом захищають цитоплазму та клітину від руйнування. Утворюються в комплексі Гольджі (внутрішньоклітинний шлунок, можуть переробляти клітини, що відпрацювали своє структури). Є 4 види. 1-первинні, 2-4 – вторинні. За допомогою ендоцитозу у клітину потрапляє речовина. Первинна лізосома (запасаюча гранула) з набором ферментів, поглинає речовину та утворюється травна вакуоль (при повному перетравленні розщеплення йде до низькомолекулярних сполук). Неперетравлені залишки залишаються в залишкових бичках, які можуть накопичуватися (лізосомні хвороби накопичення). Залишкові тільця, що накопичуються в ембріональному періоді, призводять до гаргалеїзму, каліцтв, мукополісахаридозів. Аутофагуючі лізосоми знищують власні структури клітини (непотрібні структури). Можуть утримувати мітохондрії, частини комплексу Гольджі. Часто утворюються при голодуванні. Можуть виникати за впливу інших клітин (еритроцити).

Клітина - елементарна одиниця будови та життєдіяльності всіх живих організмів(крім вірусів, про які нерідко говорять як про неклітинні форми життя), що володіє власним обміном речовин, здатна до самостійного існування, самовідтворення та розвитку. Всі живі організми або, як багатоклітинні тварини, рослиниі грибискладаються з безлічі клітин, або, як багато найпростішіі бактерії, є одноклітинними організмами. Розділ біології, що займається вивченням будови та життєдіяльності клітин, отримав назву цитології. У Останнім часомприйнято також говорити про біологію клітини, або клітинну біологію.

Відмітні ознаки рослинної та тваринної клітини

Загальні ознаки 1. Єдність структурних систем – цитоплазми та ядра. 2. Подібність процесів обміну речовин та енергії. 3. Єдність принципу спадкового коду. 4. Універсальна мембранна будова. 5. Єдність хімічного складу. 6. Подібність процесу розподілу клітин.

Будова клітин

Усі клітинні форми життя Землі можна розділити на два надцарства виходячи з будівлі складових їх клітин:

прокаріоти (доядерні) - простіші за будовою і виникли в процесі еволюції раніше;

еукаріоти (ядерні) - складніші, виникли пізніше. Клітини, що становлять тіло людини, є еукаріотичними.

Попри різноманіття форм організація клітин всіх живих організмів підпорядкована єдиним структурним принципам.

Вміст клітини відокремлено від навколишнього середовища плазматичною мембраною, або плазмалемою. Усередині клітина заповнена цитоплазмою, в якій розташовані різні органоїди клітинні включення, а також генетичний матеріал у вигляді молекули ДНК. Кожен із органоїдів клітини виконує свою особливу функцію, а в сукупності всі вони визначають життєдіяльність клітини в цілому.

Прокаріотична клітина

Будова типової клітини прокаріотів: капсула, клітинна стінка, плазмолема, цитоплазма,рибосоми, плазміда, пили, джгутик,нуклеоїд.

Прокаріоти (від лат. pro- Перед, до і грец. κάρῠον - ядро, горіх) - організми, що не володіють, на відміну від еукаріотів, оформленим клітинним ядром та іншими внутрішніми мембранними органоїдами (за винятком плоских цистерн у фотосинтезуючих видів, наприклад, у ціанобактерій). Єдина велика кільцева (у деяких видів - лінійна) дволанцюжкова молекула ДНК, в якій міститься основна частина генетичного матеріалу клітини (так званий нуклеоїд) не утворює комплексу з білками- гістонами(так званого хроматину). До прокаріотів відносяться бактерії, в тому числі ціанобактерії(синьо-зелені водорості), та археї. Нащадками прокаріотичних клітин є органелиеукаріотичних клітин - мітохондріїі пластиди. Основний вміст клітини, що заповнює її об'єм, - в'язка зерниста цитоплазма.

Еукаріотична клітина

Еукаріоти - організми, що володіють, на відміну від прокаріотів, оформленим клітинним ядром, відмежованим від цитоплазми ядерною оболонкою Генетичний матеріал укладений у кількох лінійних дволанцюгових молекулах ДНК (залежно від виду організмів їх число на ядро ​​може коливатися від двох до кількох сотень), прикріплених зсередини до мембрани клітинного ядра і утворюють у переважній більшості (крім динофлагелят) комплекс з білками- гістонамизваний хроматином. У клітинах еукаріотів є система внутрішніх мембран, що утворюють, крім ядра, ряд інших органоїдів (ендоплазматична мережа, апарат Гольджіта ін.). Крім того, у переважній більшості є постійні внутрішньоклітинні симбіонти-прокаріоти - мітохондрії, а у водоростей та рослин - також і пластиди.

Будова еукаріотичної клітини

Схематичне зображення тваринної клітки. (При натисканні на якусь із назв складових частин клітини, буде здійснено перехід на відповідну статтю.)

Поверхневий комплекс тваринної клітини

Складається з глікокаліксу, плазмалеми та розташованого під нею кортикального шару цитоплазми. Плазматична мембрана називається також плазмалемою, зовнішньою клітинною мембраною. Це біологічна мембрана, завтовшки близько 10 нанометрів. Забезпечує насамперед розмежувальну функцію по відношенню до зовнішнього для клітини середовища. Крім цього вона виконує транспортну функцію. На збереження цілісності своєї мембрани клітина не витрачає енергії: молекули утримуються за тим самим принципом, за яким утримуються разом молекули жиру гідрофобнимчастинам молекул термодинамічно вигідніше розташовуватися у безпосередній близькості одна до одної. Глікокалікс є «заякорені» в плазмалемі молекули олігосахаридів, полісахаридів, глікопротеїнів і гліколіпідів. Глікокалікс виконує рецепторну та маркерну функції. Плазматична мембрана тваринклітин переважно складається з фосфоліпідів і ліпопротеїдів з вкрапленими в неї молекулами білків, зокрема, поверхневих антигенів і рецепторів. У кортикальному (прилеглому до плазматичної мембрани) шарі цитоплазми знаходяться специфічні елементи цитоскелета - упорядковані певним чином актинові мікрофіламенти. Основною та найважливішою функцією кортикального шару (кортексу) є псевдоподіальні реакції: викидання, прикріплення та скорочення псевдоподій. При цьому мікрофіламенти перебудовуються, подовжуються або коротшають. Від структури цитоскелета кортикального шару залежить також форма клітини (наприклад, наявність кровокровок).

Прокаріоти - найдавніші організми, що утворюють самостійне царство. До прокаріотів належать бактерії, синьо-зелені «водорості» та низка інших дрібних груп.

Клітини прокаріотів не мають, на відміну від еукаріотів, оформлених клітинним ядром та іншими внутрішніми мембранними органоїдами (за винятком плоских цистерн у фотосинтезуючих видів, наприклад, у ціанобактерій). Єдина велика кільцева (у деяких видів – лінійна) дволанцюжкова молекула ДНК, в якій міститься основна частина генетичного матеріалу клітини (так званий нуклеоїд), не утворює комплексу з білками-гістонами (так званого хроматину). До прокаріотів належать бактерії, у тому числі ціанобактерії (синьо-зелені водорості). Також до них можна умовно віднести постійні внутрішньоклітинні симбіонти еукаріотів - мітохондрії та пластиди.

Еукаріоти (евкаріоти) (від грец. eu- добре, повністю іkaryon-ядро) - організми, що володіють, на відміну від прокаріотів, оформленим клітинним ядром, відмежованим від цитоплазми ядерною оболонкою. Генетичний матеріал укладений у кількох лінійних дволанцюжкових молекулах ДНК (залежно від виду організмів їх число на ядро ​​може коливатися від двох до декількох сотень), прикріплених зсередини до мембрани клітинного ядра і утворюють у переважній більшості (крім динофлагелят) комплекс з білками-гістонами хроматином. У клітинах еукаріотів є система внутрішніх мембран, що утворюють, крім ядра, ряд інших органоїдів (ендоплазматична мережа, апарат Гольджі та ін.). Крім того, у переважній більшості є постійні внутрішньоклітинні симбіонти-прокаріоти – мітохондрії, а у водоростей та рослин – також і пластиди.

2. Клітини еукаріотів. Будова та функції

До еукаріотів належать рослини, тварини, гриби.

Клітинної стінки клітин тварин немає. Вона представлена ​​голим протопластом. Прикордонний шар клітини тварин – глікоколікс – це верхній шар цитоплазматичної мембрани, «посилений» молекулами полісахаридів, що входять до складу міжклітинної речовини.

Мітохондрії мають складчасті кристи.

У клітинах тварин є клітинний центр, що складається із двох центріолей. Це говорить про те, що будь-яка клітина тварин потенційно здатна до поділу.

Включення у тваринній клітині представлено у вигляді зерен та крапель (білки, жири, вуглевод глікоген), кінцевих продуктів обміну, кристалів солей, пігментів.

У клітинах тварин можуть бути скорочувальні, травні, видільні вакуолі невеликих розмірів.

У клітинах немає пластид, включень як крохмальних зерен, великих вакуолей, заповнених соком.

3. Зіставлення прокаріотичної та еукаріотичної клітин

Найбільш важливою відмінністю еукаріотів від прокаріотів довгий часвважалося наявність оформленого ядра та мембранних органоїдів. Однак до 1970 – 1980-х років. стало ясно, що це лише наслідок більш глибинних відмінностей у створенні цитоскелета. Деякий час вважалося, що цитоскелет властивий лише еукаріотам, але в середині 1990-х рр. білки, гомологічні основним білкам цитоскелета еукаріотів, були виявлені і у бактерій. (Таблиця 16).

Саме наявність специфічним чином влаштованого цитоскелету дозволяє еукаріот створити систему рухливих внутрішніх мембранних органоїдів. Крім того, цитоскелет дозволяє здійснювати ендо- та екзоцитоз (як передбачається, саме завдяки ендоцитозу в еукаріотних клітинах з'явилися внутрішньоклітинні симбіонти, у тому числі мітохондрії та пластиди). Інша найважливіша функція цитоскелета еукаріотів – забезпечення розподілу ядра (мітоз і мейоз) і тіла (цитотомія) еукаріотної клітини (розподіл прокаріотичних клітинок організовано простіше). Відмінності у будові цитоскелета пояснюють й інші відмінності про- та еукаріотів. Наприклад, сталість та простоту форм прокаріотичних клітин та значне розмаїття форми та здатність до її зміни у еукаріотичних, а також відносно великі розміри останніх.

Так, розміри прокаріотичних клітин становлять у середньому 0,5 – 5 мкм, розміри еукаріотичних – у середньому від 10 до 50 мкм. Крім того, тільки серед еукаріотів трапляються воістину гігантські клітини, такі як масивні яйцеклітини акул або страусів (у пташиному яйці весь жовток - це одна величезна яйцеклітина), нейрони великих ссавців, відростки яких, укріплені цитоскелетом, можуть досягати десятків санти.

За своєю структурою організми можуть бути одноклітинними та багатоклітинними. Прокаріоти переважно одноклітинні, за винятком деяких ціанобактерій та актиноміцетів. Серед еукаріотів одноклітинна будова мають найпростіші, ряд грибів, деякі водорості. Всі інші форми багатоклітинні. Вважається, що одноклітинними були перші живі організми Землі.

Будова клітини еукаріотів (ядерних)

Будова клітини еукаріотів (ядерних)

До еукаріотів (Від грец. еу- повністю, добре) відносяться клітини рослин, грибів, тварин. Серед еукаріотів є одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні форми. Клітини цих організмів мають добре сформоване ядро. Деякі зрілі клітини (ситоподібні трубки вищих рослин, еритроцити та тромбоцити більшості ссавців) у процесі еволюції його втратили.

Кожна клітина складається з поверхневого апарату, цитоплазми та внутрішньоклітинних структур. Поверхневий апарат клітини утворений плазматичною мембраною, надмембранними та підмембранними структурами. Через нього відбувається обмін речовин між клітиною та середовищем проживання. Поверхневий апарат клітин різних організмів відрізняється. У клітин бактерій, рослин та грибів до складу надмембранного комплексу входить клітинна стінка , а тварин клітин – глікокалікс .

Плазматична мембрана

Клітини як прокаріотів, так і еукаріотів покриті плазматичною мембраною (від лат. membrana- шкірка, плівка), 6-10 нм завтовшки. Вона обмежує цитоплазму та захищає її від впливів довкілля. Її головна функція – транспорт речовин. Плазматична мембрана визначає розміри клітин. У клітині немає відкритих мембран із вільними кінцями. Протягом життя клітини мембрана залишається постійною, але її складові постійно оновлюються.

З іншого боку, розрізняють внутрішні мембрани. Ними внутрішнє середовище клітин поділено окремі функціональні ділянки – компартменти . Однією з функцій компартментів є забезпечення можливості одночасного здійснення багатьох несумісних біохімічних процесів. Різноманітні мембранні структури були виявлені за допомогою світлової та електронної мікроскопії. Найбільшими компартментами є ядро, мітохондрії тощо.

У біологічних мембранах відбуваються процеси, пов'язані з перетворенням енергії, формуванням та передачею збудження, сприйняттям та передачею інформації, явищами імунітету тощо. У багатоклітинних організмів плазматичні мембрани забезпечують міжклітинні контакти.

Плазматична мембрана еукаріотичних клітин у певних місцях становить єдине ціле з мембранами ендоплазматичної мережі. Мембрани ендоплазматичної мережі безпосередньо пов'язані з мембранами комплексу Гольджі. За допомогою комплексу Гольджі відтворюються клітинні структури (лізосоми тощо). Лізосоми зливаються з піноцитозними або фагоцитозними пухирцями. Останні виникають із плазматичної мембрани. Клітка поділяється на велика кількістьосередків. Вони відіграють важливу роль у процесі обміну.

Після поділу клітини з мембран ендоплазматичної мережі утворюється ядерна мембрана. Зовнішня ядерна мембрана є продовженням мембрани ендоплазматичної мережі.

Отже, єдина мембранна система клітини становить комплекс мембранних структур. Ці структури пов'язані між собою просторово та функціонально.

Хімічний склад мембран

Всі клітинні мембрани і еукаріотів, і прокаріотів мають подібні хімічний складта принцип організації. Але співвідношення хімічних компонентів деталі будови можуть відрізнятися, залежно від типу мембран та їх функцій.

Основні хімічні компоненти мембрани: ліпіди, білки та деяка кількість вуглеводів.

Білки є основним функціональним компонентом біологічних мембран. Від сухої маси мембран становлять у середньому до 60%. Вони утворюють комплекси із ліпідами. У будові мембран розрізняють поверхневі та внутрішні білки.

Поверхневі білки становлять близько 30% загальної кількості мембранних білків. Вони містяться на зовнішній та внутрішній поверхнях мембран. Поверхневі білки пов'язані з поверхнями мембран безпосередньо або через двовалентні катіони, переважно Са2+ та Mg2+ електричними силами. При руйнуванні клітини легко відокремлюються від мембран.

Внутрішні білки становлять майже 70% від загальної кількості мембранних білків. Вони занурені на різну глибину у подвійний шар ліпідів. Іноді пронизують мембрану наскрізь. Такі білки пов'язують обидві поверхні мембрани.

По біологічної ролі мембранні білки ділять на ферментативні, захисні, рецепторні (сигнальні білки) та структурні.

Різні типи мембран мають певний набір ферментативних білків. На мембранах містяться деякі ферменти, які беруть участь у регуляції обміну речовин, перетворенні енергії тощо.

Деякі мембранні білки (антитіла тощо) виконують захисну функцію.

Структурні білки беруть участь у стабілізації мембран.

Рецепторні білки здатні у відповідь вплив різних факторів навколишнього середовища змінювати свою просторову структуру і таким чином передавати сигнал в клітину.

Ліпіди складають від сухої маси мембран 40%. Переважають серед ліпідів фосфоліпіди (до 80%). Фосфоліпіди у своєму складі мають залишки фосфорної та сірчаної кислот, які утворюють гідрофільні головки. Неполярна частина представлена ​​залишками жирних кислот.

Вуглеводи не входять самостійно до складу мембран. Вони утворюють комплекси з білками чи ліпідами: глікопротеїди чи гліколіпіди відповідно. Локалізовані на зовнішній стороні зовнішньої мембрани.

Структура біологічних мембран

Загальноприйнята модель біологічних мембран як прокаріотів, так і еукаріотів – рідинно-мозаїчна . Назва походить від того, що близько 30% ліпідів тісно пов'язані з внутрішніми білками, а інші знаходяться у рідкому стані. Молекули ліпідів утворюють подвійний шар, де полярні гідрофільні залишки фосфорної кислоти (головки) звернені до зовнішньої та внутрішньої сторон мембрани, до рідкого середовища, неполярні хвости – вглиб. Молекули білків знаходяться або із зовнішньої, або з внутрішньої сторонишару ліпідів, або занурені в нього. Зверху мембрана нагадує мозаїку, яка утворена полярними головками ліпідів та поверхневими та внутрішніми білками.

Мембрани здатні хвилеподібно рухатися, чим сприяють пересуванню макромолекул. Оскільки молекули, що входять до складу мембран, здатні переміщатися, мембрани при незначних пошкодженнях швидко відновлюються, можуть легко зливатися одна з одною, розтягуватися і стискатися.

Між молекулами білків чи його частинами часто існують пори, чи канальці, заповнені водою.

Поверхня мембрани неоднорідна, ніж обумовлені відмінні фізіологічні властивості різних ділянок. Вона утворює відростки, згини, складки, мікроворсинки, які набагато збільшують зовнішню та внутрішню поверхні клітини.

Транспорт речовин через мембрану

Транспорт може бути як пасивним (без витрат енергії), і активним (з витратами енергії).

Пасивний

Пасивний транспорт відбувається у вигляді дифузії, осмосу, транспортних білків. Процеси пасивного та активного транспорту притаманні всім типам мембран.

Дифузія - Це процес взаємопроникнення молекул. Відбувається взаємопроникнення завдяки відмінності в концентрації речовини ззовні і всередині клітини градієнту концентрації . Речовини через певні ділянки або пори проникають через мембрану через хаотичний тепловий рух молекул без витрат енергії. Дифузія залежить від проникності мембрани. Процес пасивного транспорту забезпечує вибіркову проникність речовин через мембрани. Напівпроникність мембрани - це здатність вибірково пропускати в клітину та виводити з неї різні молекули та іони. При цьому, як і при дифузії, речовини переміщуються завдяки концентрації градієнту майже без витрат енергії.

Осмос - Це дифузія води через напівпроникну мембрану з області з меншою концентрацією розчиненої речовини в область з більшою концентрацією.

Існує кілька механізмів пасивного транспорту за допомогою білків: 1) за участю рухомих білків-переносників, які приєднують речовину, що транспортується, на одній поверхні мембрани, а звільняють на іншій; 2) за рахунок зміни конфігурації внутрішніх білків, які перетинають мембрану. Деякі білки можуть обертатися навколо осі.

Фіксовані в мембрані молекули переносників можуть утворювати ланцюг, і певна речовина послідовно переміщається від однієї ланки цього ланцюга до іншого.

Активний

Активний транспорт пов'язаний із витратами енергії, джерелом якої може бути або відмінність концентрації іонів, що виникають з обох боків мембрани, або енергія, що вивільняється при розщепленні молекул АТФ.

На перенесення речовин через плазматичну мембрану впливає відмінність концентрації іонів калію та натрію у внутрішній та зовнішній середовищах клітини. Усередині живої клітини концентрація іонів калію завжди вища, ніж ззовні, а іонів натрію – навпаки. Виникає градієнт концентрації, що веде до надходження в клітину дифузією іонів натрію, а іонів калію – з неї. Концентрація іонів у клітині і поза нею ніколи не вирівнюється, оскільки існує особливий механізм, який виводить іони натрію з клітини і вводить туди іони калію. Такий механізм називається калієво-натрієвим насосом . Процес відбувається із витратою енергії. Концентрація цих іонів з обох боків плазматичної мембрани вирівнюється у мертвих чи заморожених клітинах. Завдяки калієво-натрієвому насосу полегшується енергетичний негатив – проти градієнта концентрації – транспорт низькомолекулярних сполук (глюкози, амінокислот тощо).

До активного транспорту належать цитози. Виведення речовин із клітини називається екзоцитозом , введення їх у клітину – ендоцитозом . Відомо два види ендоцитозу: фагоцитоз та піноцитоз. У цьому утворюються бульбашки, оточені мембраною, діаметром 0,01-2 мкм. Речовини у цих творах зливаються чи взаємодіють із різноманітними мембранними структурами.

Фагоцитоз (Від грец. фагос– пожирати) – активне поглинання твердих об'єктів, частинок органічних речовин, дрібних клітин тощо. п. Фагоцитоз спостерігається у клітин одноклітинних чи багатоклітинних тварин, позбавлених клітинної стінки. Одноклітинні тварини (амеби, форамініфери тощо) та деякі багатоклітинні (клітини гідри тощо) харчуються завдяки фагоцитозу. Лейкоцити хордових за допомогою фагоцитозу виконують захисну функцію.

p align="justify"> Процес фагоцитозу відбувається в кілька етапів: 1) зближення клітини з об'єктом, який можна захопити; 2) утворення фагосоми - плазматична мембрана огортає об'єкт і проштовхує його в цитоплазму; 3) перетравлення об'єкта (надходять лізосоми, що містять гідролітичні ферменти). Неперетравлені залишки виводяться з клітини.

Піноцитоз (Від грец. піно– п'ю, вбираю) – це поглинання клітиною рідин разом із розчиненими в них сполуками. Відбувається завдяки вгинання мембрани. Спостерігається у клітин різноманітних організмів.

Клітини, що утворюють тканини тварин і рослин, значно різняться за формою, розмірами та внутрішньої будови. Проте вони виявляють подібність у основних процесів життєдіяльності, обміну речовин, у дратівливості, зростанні, розвитку, здатність до мінливості.

Клітини всіх типів містять два основних компоненти, тісно пов'язані між собою, - цитоплазму та ядро. Ядро відокремлено від цитоплазми пористою мембраною та містить ядерний сік, хроматин та ядерце. Напіврідка цитоплазма заповнює всю клітину і пронизана численними канальцями. Зовні вона вкрита цитоплазматичною мембраною. У ній є спеціалізовані структури-органоїди,присутні у клітці постійно, та тимчасові утворення - включення.Мембранні органоїди : зовнішня цитоплазматична мембрана (HЦM), ендоплазматична мережа (ЕПС), апарат Гольджі, лізосоми, мітохондрії та пластиди. У основі будови всіх мембранних органоїдів лежить біологічна мембрана. Всі мембрани мають принципово єдиний план будови і складаються з подвійного шару фосфоліпідів, в який з різних боків вербу різну глибину занурені білкові молекули. Мембрани органоїдів відрізняються один від одного лише наборами білків, що входять до них.

Схема будови еукаріотичної клітини.А – клітина тваринного походження; Б - рослинна клітина: 1 - ядро ​​з хроматином і ядерцем, 2 - цитоплазматична мембрана, 3 - клітинна стінка, 4 - пори в клітинній стінці, через які повідомляється цитоплазма сусідніх клітин, 5 - шорстка ендоплазматична мережа, б - гладка енд - піноцитозна вакуоля, 8 - апарат (комплекс) Гольджі, 9 - лізосома, 10 - жирові включення в каналах гладкої ендоплазматичної мережі, 11 - клітинний центр, 12 - мітохондрія, 13 -вільні рибосоми та полірибосоми, 14

Цитоплазматична мембрана.У всіх клітин рослин, багатоклітинних тварин, у найпростіших та бактерій клітинна мембрана тришарова: зовнішній та внутрішній шари складаються з молекул білків, середній – з молекул ліпідів. Вона обмежує цитоплазму від зовнішнього середовища, оточує всі органоїди клітини і є універсальною біологічною структурою. У деяких клітинах зовнішня оболонка утворена декількома мембранами, які щільно прилягають один до одного. У таких випадках клітинна оболонка стає щільною та пружною та дозволяє зберегти форму клітини, як, наприклад, у евгени та інфузорії туфельки. У більшості рослинних клітин, крім мембрани, зовні є ще товста целюлозна оболонка. клітинна стінка. Вона добре помітна у звичайному світловому мікроскопі та виконує опорну функцію за рахунок жорсткого зовнішнього шару, що надає клітинам чіткої форми.

На поверхні клітин мембрана утворює подовжені вирости - мікроворсинки, складки, вп'ячування та випинання, що у багато разів збільшує всмоктувальну або видільну поверхню. За допомогою мембранних виростів клітини з'єднуються один з одним у тканинах та органах багатоклітинних організмів, на складках мембран розташовуються різноманітні ферменти, що беруть участь в обміні речовин. Відмежовуючи клітину від навколишнього середовища, мембрана регулює напрямок дифузії речовин і одночасно здійснює активне перенесення їх усередину клітини (накопичення) або назовні (виділення). За рахунок цих властивостей мембрани концентрація іонів калію, кальцію, магнію, фосфору в цитоплазмі вища, а концентрація натрію та хлору нижча, ніж у навколишньому середовищі. Через пори зовнішньої мембрани із зовнішнього середовища всередину клітини проникають іони, вода та дрібні молекули інших речовин. Проникнення у клітину щодо великих твердих частинок здійснюється шляхом фагоцитоз(від грец. "Фаго" - пожираю, "пите" - клітина). При цьому зовнішня мембрана в місці контакту з часткою прогинається всередину клітини, захоплюючи частинку в глиб цитоплазми, де вона піддається ферментативному розщепленню. Аналогічним шляхом у клітину потрапляють і краплі рідких речовин; їх поглинання називається піноцитозом(Від грец. "Піно" - п'ю, "цитос" - клітина). Зовнішня клітинна мембрана виконує інші важливі біологічні функції.

Цитоплазмана 85% складається з води, на 10% - з білків, решта обсягу припадає на частку ліпідів, вуглеводів, нуклеїнових кислот і мінеральних сполук; всі ці речовини утворюють колоїдний розчин, близький до консистенції гліцерину. Колоїдна речовина клітини в залежності від її фізіологічного стану та характеру впливу зовнішнього середовища має властивості і рідини, і пружного, щільнішого тіла. Цитоплазма пронизана каналами різної формита величини, які отримали назву ендоплазматичної мережі.Їхні стінки являють собою мембрани, що тісно контактують з усіма органоїдами клітини і складають разом з ними єдину функціонально-структурну систему для здійснення обміну речовин і енергії та переміщення речовин усередині клітини.

У стінках канальців розташовуються дрібні зернятка-гранули, які називаються рибосомами.Така мережа канальців називається гранулярною. Рибосоми можуть розташовуватися на поверхні канальців розрізнено або утворюють комплекси з п'яти-семи і більше рибосом, які називаються полісомами.Інші канальці гранул не містять, вони становлять гладку ендоплазматичну мережу. На стінках розташовуються ферменти, що у синтезі жирів і вуглеводів.

Внутрішня порожнина канальців заповнена продуктами життєдіяльності клітини. Внутрішньоклітинні канальці, утворюючи складну систему, що гілкується, регулюють переміщення і концентрацію речовин, поділяють різні молекули органічних речовин і етапи їх, синтезу. На внутрішній та зовнішній поверхні мембран, багатих ферментами, здійснюється синтез білків, жирів і вуглеводів, які або використовуються в обміні речовин, або накопичуються в цитоплазмі як включення, або виводяться назовні.

Рибосомизустрічаються у всіх типах клітин - від бактерій до клітин багатоклітинних організмів. Це округлі тільця, що складаються з рибонуклеїнової кислоти (РНК) та білків майже в рівному співвідношенні. До їх складу обов'язково входить магній, присутність якого підтримує структуру рибосом. Рибосоми можуть бути пов'язані з мембранами ендоплазматичної мережі, із зовнішньою клітинною мембраною або вільно лежати у цитоплазмі. Вони здійснюється синтез білків. Рибосоми, крім цитоплазми, зустрічаються в ядрі клітини. Вони утворюються в ядерці і потім надходять до цитоплазми.

Комплекс Гольджіу рослинних клітинах має вигляд окремих тілець, оточених мембранами. У тваринних клітинах цей органоїд представлений цистернами, канальцями та бульбашками. У мембранні трубки комплексу Гольджі з канальців ендоплазматичної мережі надходять продукти секреції клітини, де вони хімічно перебудовуються, ущільнюються, а потім переходять у цитоплазму і використовуються самої клітиною, або виводяться з неї. У цистернах комплексу Гольджі відбувається синтез полісахаридів та їх поєднання з білками, внаслідок чого утворюються глікопротеїди.

Мітохондрії- невеликі тільця паличкоподібної форми, обмежені двома мембранами. Від внутрішньої мембрани мітохондрії відходять численні складки - кристи, з їхньої стінках розташовуються різноманітні ферменти, з допомогою яких здійснюється синтез високоенергетичного речовини - аденозинтрифосфорной кислоти (АТФ). Залежно від активності клітини та зовнішніх впливів мітохондрії можуть переміщатися, змінювати свої розміри, форму. У мітохондріях знайдено рибосоми, фосфоліпіди, РНК та ДНК. З присутністю ДНК у мітохондріях пов'язують здатність цих органоїдів до розмноження шляхом утворення перетяжки або брунькуванням у період розподілу клітини, а також синтез частини мітохондріальних білків.

Лізосоми- дрібні овальні утворення, обмежені мембраною та розсіяні по всій цитоплазмі. Зустрічаються у всіх клітинах тварин та рослин. Вони виникають у розширеннях ендоплазматичної мережі та в комплексі Гольджі, тут заповнюються гідролітичними ферментами, а потім відокремлюються та надходять до цитоплазми. У звичайних умовах лізосоми перетравлюють частинки, що потрапляють в клітину шляхом фагоцитозу, і органоїди відмираючих клітин. Продукти лізису виводяться через мембрану лізосоми в цитоплазму, де вони включаються до складу нових молекул. загибель клітини.

Пластидиє тільки в рослинних клітинах і зустрічаються у більшості зелених рослин. У пластидах синтезуються та накопичуються органічні речовини. Розрізняють пластиди трьох видів: хлоропласти, хромопласти та лейкопласти.

Хлоропласти -зелені пластиди, які містять зелений пігмент хлорофіл. Вони перебувають у листі, молодих стеблах, незрілих плодах. Хлоропласти оточені подвійною мембраною. У вищих рослин внутрішня частина хлоропластів заповнена напіврідкою речовиною, в якій паралельно покладені пластинки. Парні мембрани пластинок, зливаючись, утворюють стоси, що містять хлорофіл (рис. 6). У кожному стосі хлоропластів вищих рослин чергуються шари молекул білка і молекул ліпідів, а між ними розташовуються молекули хлорофілу. Така шарувата структура забезпечує максимум вільних поверхонь та полегшує захоплення та перенесення енергії в процесі фотосинтезу.

Хромопласти -пластиди, у яких містяться рослинні пігменти (червоний чи бурий, жовтий, помаранчевий). Вони зосереджені у цитоплазмі клітин квіток, стебел, плодів, листя рослин і надають їм відповідного забарвлення. Хромопласти утворюються з лейкопластів або хлоропластів внаслідок накопичення пігментів. каротиноїдів.

Лейкопласти-безбарвніпластиди, що у незабарвлених частинах рослин: в стеблах, коренях, цибулинах та інших. У лейкопластах одних клітин накопичуються зерна крохмалю, в лейкопластах інших клітин - олії, білки.

Усі пластиди виникають зі своїх попередників – пропластид. Вони виявлено ДНК, яка контролює розмноження цих органоїдів.

Клітинний центр,або центросома, відіграє важливу роль при розподілі, клітини і складається з двох центріолей . Він зустрічається у всіх клітин тварин і рослин, крім квіткових, нижчих грибів та деяких найпростіших. Центріолі в клітинах, що діляться, беруть участь у формуванні веретена поділу і розташовуються на його полюсах. У клітині, що ділиться, першим ділиться клітинний центр, одночасно утворюється ахроматинове веретено, що орієнтує хромосоми при розбіжності їх до полюсів. У дочірні клітини відходить однією центріолі.

У багатьох рослинних і тваринних клітин є органоїди спеціального призначення: вії,виконують функцію руху (інфузорії, клітини дихальних шляхів), джгутики(Найпростіші одноклітинні, чоловічі статеві клітини у тварин і рослин та ін). Увімкнення -тимчасові елемеати, що виникають у клітині на певній стадії її життєдіяльності внаслідок синтетичної функції. Вони або використовуються або виводяться з клітини. Включеннями є також запасні поживні речовини: у рослинних клітинах-крохмаль, крапельки жиру, блки, ефірні маслабагато органічних кислот, солі органічних і неорганічних кислот; у тварин клітинах - глікоген (у клітинах печінки та м'язах), краплі жиру (у підшкірній клітковині); Деякі включення накопичуються у клітинах як покидьки - як кристалів, пігментів та інших.

Вакуолі -це порожнини, обмежені мембраною; добре виражені у клітинах рослин та є у найпростіших. Виникають у різних ділянках розширень ендоплазматичної мережі. І поступово відокремлюються від неї. Вакуолі підтримують тургорний тиск, у яких зосереджений клітинний чи вакуолярний сік, молекули якого визначають його осмотичну концентрацію. Вважається, що початкові продукти синтезу - розчинні вуглеводи, білки, пектини та ін. - Накопичуються в цистернах ендоплазматичної мережі. Ці скупчення і є зачатками майбутніх вакуолей.

Цитоскелет . Одною з відмінних рисЕукаріотичні клітини є розвиток в її цитоплазмі скелетних утворень у вигляді мікротрубочок і пучків білкових волокон. Елементи цитоскелета тісно пов'язані із зовнішньою цитоплазматичною мембраною та ядерною оболонкою, утворюють складні переплетення в цитоплазмі. Опорні елемеїти цитоплазми визначають форму клітини, забезпечують рух внутрішньоклітинних структур та переміщення всієї клітини.

Ядроклітини відіграє основну роль у її життєдіяльності, з його видаленням клітина припиняє свої функції та гине. У більшості тварин клітин одне ядро, але зустрічаються і багатоядерні клітини (печінка та м'язи людини, гриби, інфузорії, зелені водорості). Еритроцити ссавців розвиваються з клітин-попередників, що містять ядро, але зрілі еритроцити втрачають його і живуть недовго.

Ядро оточене подвійною мембраною, пронизаною порами, з яких воно тісно пов'язане з каналами ендоплазматичної мережі та цитоплазмою. Усередині ядра знаходиться хроматин- Спіралізовані ділянки хромосом. У період розподілу клітини вони перетворюються на паличкоподібні структури, добре помітні на світловий мікроскоп. Хромосоми - це складний комплекс білків із ДНК, званий нуклеопротеїдів.

Функції ядра полягають у регуляції всіх життєвих відправлень клітини, що вона здійснює з допомогою ДНК і РНК-матеріальних носіїв спадкової інформації. У ході підготовки до поділу клітини ДНК подвоюється, у процесі мітозу хромосоми розходяться та передаються дочірнім клітинам, забезпечуючи спадкоємність спадкової інформації у кожного виду організмів.

Каріоплазма - Рідка фаза ядра, в якій в розчиненому вигляді знаходяться продукти життєдіяльності ядерних структур

Ядрішко- Відокремлена, найбільш щільна частина ядра. До складу ядерця входять складні білки та РНК, вільні або пов'язані фосфати калію, магнію, кальцію, заліза, цинку, а також рибосоми. Ядро зникає перед початком поділу клітини і знову формується в останній фазі поділу.

Таким чином, клітина має тонку і дуже складну організацію. Широка мережа цитоплазматичних мембран і мембранний принцип будови органоїдів дозволяють розмежувати безліч одночасно протікають у клітині хімічних реакцій. Кожна з внутрішньоклітинних утворень має свою структуру і специфічну функцію, але тільки при їх взаємодії можлива гармонійна життєдіяльність клітини. зовнішнє середовище- Так відбувається обмін речовин. Досконалість структурної організації клітини могла виникнути лише внаслідок тривалої біологічної еволюції, у процесі якої виконувані нею функції поступово ускладнювалися.

Найпростіші одноклітинні форми є і клітину, і організм з його життєвими проявами. У багатоклітинних організмах клітини утворюють однорідні групи – тканини. У свою чергу тканини формують органи, системи та їх функції визначаються загальною життєдіяльністю цілісного організму.