Строение эукариотической клетки

Клетка и её строение

Мир живых организмов делят на три царства: животных, растений и протистов. Несмотря на общность структурной, биохимической и физиологической организации, присущей всем живым организмам, по строению клетки их разделяют на две группы: прокариотов и эукариотов. Данное разделение основано на принципиальном различии строения клеток.

Эукариотическая клетка имеет более сложное строение по сравнению с прокариотической. Для нее характерно наличие обособленного ядра, которое отделено от цитоплазмы, митохондрий и других органелл, окруженных мембраной. В клетках прокариотов отсутствует сформированное ядро, его роль выполняет нуклеоид, не отделенный от цитоплазмы. В прокариотической клетки отсутствуют цитоплазматические органеллы, окруженные мембраной. Кроме того,существуют отличия в строении ДНК, рибосом и других структур.

Граница, разделяющая все клеточные формы жизни на две группы, проходит через царство протистов, к которому относят все микроорганизмы. Микроорганизмы – самые древние живые организмы, возникшие более 3 млрд. лет назад. К микроорганизмам относятся живые организмы, чьи размеры лежат за пределами видимости невооруженным глазом, менее 80-100 мкм. Данный признак – малая величина – нашел отражение в их названии. Размеры большинства бактерий лежат в пределах 0,5-3 мкм, самые мелкие из них микоплазмы близки по размерам к вирусам (0,12-0,15 мкм).

Полагают, что эволюция живых организмов имела следующую последовательность: вирусы, содержащие рибонуклеиновые кислоты (РНК); вирусы, содержащие дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК); хламидии, риккетсии, микоплазмы, бактерии, циано-бактерии, низшие и высшие грибы, растения и животные. Единство живой природы проистекает из принципа биохимического единства жизни, который явствует из наличия единого механизма передачи наследственной информации, единства процессов получения энергии и синтеза клеточного вещества у всех живых организмов.

Любая клетка состоит из цитоплазмы, окруженной цитоплазматической мембраной, ядерного материала и рибосом, на которых осуществляется синтез белков, и клеточной стенки.

Клеточная стенка представляет собой эластичную и прочную оболочку, которая придает клетке постоянную и конкретную форму, служит механическим барьером от внешних воздействий и позволяет выдержать внутриклеточное давление.

Цитоплазматическая мембрана является основным осмотическим барьером клетки. Онасостоит из двойного слоя липидов и погруженных в этот слой белков. Под контролем ферментных систем через цитоплазматическую мембрану осуществляется активный транспорт растворенных питательных веществ, ионов в клетку и перенос метаболитов (продуктов жизнедеятельности) из клетки в окружающую среду.

Цитоплазма. Это часть клетки, которая остается после удаления ядра, клеточной стенки и других органелл, представляет собой коллоидную субстанцию и состоит из воды, нуклеиновых кислот, белков, и других высокомолекулярных, а также и низкомолекулярных соединений.

Ядро. Главная составная часть ядра – дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). ДНК выполняет генетическую, информационную и метаболическую функции в клетке. Она содержит информацию и контролирует синтез белков (ферментов), клеточных структур и другие метаболические процессы клетки, играет главную роль в размножении клетки.

Рибосомы. Нуклеопротеиновые частицы, расположенные в цитоплазме. Они состоят из двух субъединиц, содержат РНК и белки, служат местом синтеза белка из свободных аминокислот. Рибосомы различных организмов различаются по скорости седиментации (оседания) при центрифугировании. У высших организмов коэффициент седиментации рибосом составляет 80S, а у бактерий – 70S.

Строение эукариотической клетки

Эукариотическая клетка (рисунок) имеет ядро (1), отделенное от окружающей цитоплазмы двухслойной ядерной мембраной с порами. В ядре находятся 1-2 ядрышка (3), которые являются центром синтеза рибосомальной РНК (р-РНК), и хромосомы, основной носитель наследственной информации. Митохондрии (12) – это органелла, входящая в состав только эукариотической клетки. Ее главная функция при аэробном дыхании – генерация энергии (в виде АТФ), необходимой для жизнедеятельности клетки.

Митохондрии имеют двойную мембрану. Причем внутренняя мембрана имеет большую длину. Впячивая на внутренней мембране или складки называются кристами, они пронизывают матрикс (внутреннее пространство) митохондрий. Белки внутренней мембраны представлены большим количеством ферментов, катализирующих процессы синтеза и окисления, образования энергии и переноса органических и минеральных веществ через мембрану.

Внутреннее пространство эукариотической клетки разделено множеством мембран, образующих эндоплазматический ретикулум (4). Он представляет собой систему каналов, по которым быстро и упорядочно транспортируются низкомолекулярные питательные и строительные вещества к месту их потребления. На внутренней поверхности шероховатого эндоплазматического ретикулума локализованы рибосомы (8, 9), на которых осуществляется синтез белка плазматической мембраны, аппарата Гольджи, лизосом и секретируемых белков. Область эндоплазматического ретикулума, не содержащая рибосом, называется гладким. В гладком эндоплазматическом ретикулуме протекает завершающий синтез липидов (стеринов, фосфолипидов), полисахаридов, реакции окисления собственных метаболитов и чужеродных веществ.

Комплекс Гольджи (5) морфологически связан с ядерной оболочкой и эндоплазматическим ретикулумом, он выполняет функции переноса различных низко- и высокомолекулярных соединений веществ от места их синтеза в соответствующие внутриклеточные компартменты и за пределы клетки к месту выделения. В комплексе Гольджи синтезируются гликолипиды и фосфолипиды. Одним из продуктов комплекса Гольджи являются лизосомы, небольшие органеллы, окруженные однослойной мембраной, в которых сосредоточены ферменты внутриклеточного переваривания.