Основы физиологии клетки и роль ее структур

Животная клетка — структурно-физиологическая единица тканей, органов, организма в целом. Деятельность клетки определяет деятельность ткани, органа и организма в целом.

Клетка — элементарная живая система, состоящая из двух основных частей: ядерного аппарата и цитоплазмы, которые отделены оболочками друг от друга и от окружающей среды (цв. рис. I).

Оболочка ядра называется ядерной оболочкой, а цитоплазмы — плазмалеммой. Животные клетки в зависимости от их специализации имеют свое название: эпителиальные, соединительнотканные, мышечные, нервные, костные, жировые, клетки крови — эритроциты, лейкоциты, тромбоциты и др. (рис. 1).

Живое содержимое клетки (структуры клетки) представляет собой сложную систему компонентов, каждый из которых играет определенную роль. Плазматическая мембрана (плазмалемма). Это неотъемлемый структурный компонент. Она образует поверхность клетки, участвует в обмене веществ между клеткой и окружающей средой, обеспечивает взаимодействие между соседними клетками (цв. рис. II).

Связь между клетками осуществляется за. счет складок, слияния мембран, промежуточных контактов. Свободная поверхность клетки покрыта микроворсинками, основание — базальная мембрана образуез микротрубочки, микрофибриллы.

Плазматическая мембрана состоит из двойного слоя липидных молекул. С липидным бислоем ассоциируют белки: пронизывают бис той насквозь п не пронизывают транспортные белки. Транспортные белки формируют в липидном слое сквозные проходы.

Часть белков па поверхности связана с остатками сахаров (полисахариды) — гликокалис. Мембрана обладает избирательной проницаемостью и обеспечивает специфику химического состава клеточной цитоплазмы. Плазмалемма воспринимает действия раздражителей за счет специальных белков-рецепторов.

Через мембрану осуществляется обмен веществ между клеткой и окружающей средой благодаря специальным белкам-ферментам мембраны, называемым переносчиками. В плазматической мембране фиксирована аденилат- циклаза. Белки-рецепторы, воспринимая действие на клетку нервных импульсов и гормонов, обеспечивают запуск внутриклеточных процессов, активируют аденилатциклазу, которая преобразует АТФ в циклический АМФ (цАМФ), что вызывает активацию всех клеточных ферментов.

Цитоплазма. Представляет собой сложную коллоидную систему, образованную белками, нуклеиновыми кислотами, липидами, углеводами, неорганическими соединениями и биологически активными веществами. Она состоит из гиалоплазмы и структурных элементов. Основное вещество (матрикс) цитоплазмы — гиалоплазма, которая имеет вид однородного стекловидного вещества.

Гиалоплазма является внутренней средой клетки, в которой осуществляются все процессы обмена и поддерживается Клеточный гомеостаз. Структурными элементами (о рганеллам и) являются митохондрии, эндоплазматическая сеть, рибосомы, комплекс Гольджи, лизосомы, клеточный центр, пероксисомы и др. Митохондрии, иди энергетические центры клетки, имеют вид небольших палочек или гранул. Состоят из двухслойной оболочки, внутренний слой которой образуют складки.

Митохондрии — самовиспроизводяшие структуры с собственной ДНК и рибосомной белоксинтезирующей системой. В митохондриях осуществляются процессы окисления и накопления энергии, т. е. они служат «опергостанцией» клетки, обеспечивая ее энергией. В митохондриях синтезируются некоторые аминокислоты, стероидные гормоны, накапливаются ионы кальция.

Эндоплазматическая сеть, или ретикулум, представляет собой систему внутриклеточных канальцев, вакуолей и цистерн, ограниченных цитоплазматическими мембранами. В ней различают две области: шероховатый эдоплазматический ретикулум и гладкий эдоплазматический ретикулум.

В шероховатом эдоплазматичес- ком ретикулуме мембраны усеяны полирибосомами, осуществляющими синтез белка. В гладком эдоплазматическом ретикулуме синтезируются триглицериды и стероидные гормоны. Благодаря такому разделению внутреннего пространства достигается возможность одновременного осуществления различных процессов в разных зонах клетки.

Рибосомы представляют собой гранулы, содержащие почти равное количество белка и РНК. Образуются из предшественников — рибонуклеопротеидов, содержащихся в ядрышках. Объединяются цепью информационной РНК в полисомы.

Рибосомы — это место синтеза клеточных белков. Наиболее активно синтез клеточных белков осуществляют рибосомы, связанные с мембранами эндоплазматической сети. Они синтезируют белки, которые поступают внутрь цистерн или комплекса Гольджи и секретируются наружу. Рибосомы, расположенные в гиалоплазме, синтезируют белки для нужд клетки.

Комплекс Гольджи образован отдельными сферическими, палочковидными тельцами, на которых синтезируются полисахариды, липопротеиды, гликопротеиды, накапливающиеся в гранулах секрета. В комплексе Гольджи формируются лизосомы.

Лизосомы — небольшие тельца, ограниченные однослойной мембраной, которые содержат ферменты гидролазы (более 20). С лизо- сомами связаны процессы внутриклеточного пищеварения и защитные реакции клетки. Клеточный центр состоит из центриолей, которые имеют форму цилиндра. Клеточный центр участвует во всех клеточных процессах.

Цитоплазматические микротрубочки служат для транспорта веществ в клетку и из нее. Пероксисомы — место утилизации кислорода в клетке для ката- болических реакций, образуются в гладком эдоплазматическом ретикулуме. Они производят пероксид водорода, который либо используется, либо разрушается каталазой. В них окисляются жирные кислоты, алкоголь.

Ядро. Важнейшая структура, в которой сосредоточена основная масса ДНК; является носителем генетической информации. Ядро находится в тесной взаимосвязи с цитоплазмой, со всеми органеллами клетки, и прежде всего с рибосомами.

Ядерная оболочка образована двумя липопротеидными мембранами, пространство между которыми сообщается с канальцами эндоплазматической сети. В оболочке есть поры, через которые в ядро проникают РНК, гистоны, протамины, рибонуклеазы и др.

Кариоплазма — полужидкое однородное вещество ядра. Основная часть кариоплазмы — это хроматин, в котором находятся хромосомные нити. Каждая хромосомная нить — это цепь нуютеосом. Ядрышко состоит из трех компонентов: фибрилл, гранул и аморфного матрикса. Обеспечивает образование рибосом. В целом ядро выполняет генетическую и метаболическую роль, обеспечивает специфику клетки.

_{Источник. Физиология и этология животных. Под редакцией доктора биологических наук, профессора В. И. Максимова. Учебное издание.}

AOF | 20.12.2020 18:51:38