Глава 1. Строение клетки. Понятие о тканях

Основные понятия: клетка, плазматическая мембрана, эндоцитоз, экзоцитоз, лизосомы, ЭПР, аппарат Гольджи, ядро, цитоплазма, митохондрии, метаболизм, амитоз, митоз, мейоз, ткань.

Знать: строение клетки, основные функции клетки и ее органелл, основные тканевые системы организма, отличительные признаки эпителиальной ткани, типы эпителиальной ткани, типы соединительной ткани.

Уметь объяснить: строение клеточной мембраны

Строение и функции клетки

Организм человека является очень сложной целостной системой, которая способна к саморегуляции и самообновлению. Основой строения и развития человека является клетка. Несмотря на то, что клетка является элементарной единицей многоклеточного организма, она обладает сложной структурной и функциональной организацией.

Клетка – основная единица живого, система, способная к саморегуляции и самообновлению, состоящая, как правило, из ядра, цитоплазмы с органеллами и окруженная клеточной мембраной.

Рис. 1. Клетка

Строение клетки:

1 — плазматическая мембрана; 2 — цитозоль; 3 — лизосома;
4 — эндосома; 5 — эндоцитоз;6 — центриоль; 7 — экзоцитоз; 8 — секреторная гранула; 9 — рибосомы; 10 — митохондрия; 11 — пероксисома; 12 — аппарат Гольджи; 13 — ядро;
14 — ядрышко; 15 — цитоскелет; 16 — шероховатый эндоплазматический ретикулум; 17 — гладкий эндоплазматический ретикулум; 18 — аппарат Гольджи

Любая клетка окружена мембраной, которая отделяет ее от внешнего мира. Клеточная мембрана (плазматическая мембрана, плазмалемма) — это очень сложная и динамичная структура, способная к текучести и самозамыканию. Главной ее функцией является регуляция всех взаимодействий клетки с окружающей средой, в том числе и с другими клетками.

Она состоит из двух основных типов молекул: белков и фосфолипидов. Фосфолипиды обладают способностью формировать двуслойные структуры — бислои — при смешивании с водой. Кроме того, между липидными слоями расположены белковые молекулы, у которых гидрофобные части погружены в липидные слои, а гидрофильные — выходят в окружающую воду.

На поверхности любой клетки находится большое количество различных рецепто ров. Функции рецепторов заключаются в захвате веществ, необходимых для жизнедеятельности клетки, для последующего внутриклеточного поглощения. Этот процесс называется эндоцитозом.

Вещества, тем или иным путем проникнув в клетку, поступают в лизосомальное пространство, занимающее в ее структуре центральное место. Лизосомы выполняют важную биологическую функцию — занимаются перевариванием поступающих в клетку веществ. Матрикс лизосом содержит большое количество гидролитических ферментов. Содержимое лизосом состоит в основном из веществ в различной стадии переваривания.

Продукты переваривания транспортируются через лизосомальную мембрану в цитозоль. Непереваренные вещества, которые не способны пройти через мембрану, в виде остаточных продуктов остаются в лизосомах. В результате засорения лизосом могут возникать различные болезни, такие, например, как атеросклероз. В некоторой степени этот процесс универсален и сопровождает старение.

Экспортная система клетки начинается с шероховатого эндоплазматического ретикулума (сети) - ЭПР, который собирает и дорабатывает вновь синтезированные белки, предназначенные для экспорта. Синтезом белков занимаются рибосомы, прикрепленные к пограничным мембранам ретикулума. Они являются основными исполнителями указаний генетических команд, исходящих из ядра.

Гладкая часть эндоплазматического ретикулума связана с аппаратом Гольджи, который является достаточно сложной структурой. После накопления и концентрации в секреторных гранулах аппарата Гольджи вещества направляются к периферии клетки, откуда они выводятся при помощи экзоцитоза.

Ядро является хранилищем генетической информации, которая находится в закодированном виде в хромосомах.

Тесно переплетаясь между собой, хромосомы образуют единую массу — хроматин, заключенную в мембрану и пропитанную нуклеоплазмой. Основная функция ядра — переработка и хранение информации, а в случае необходимости и восстановление генетической информации. Очень важную роль ядро играет в процессе деления клетки: оно готовит полный и точный дубликат генетической информации. Затем в результате сложного процесса реорганизации, называемого митозом, образуются два ядра.

Цитоплазма — состоит из бесформенного геля цитозоля, который поддерживается цитоскелетом и содержит погруженные в него различные органеллы.

Главные задачи, которые выполняет клетка, связаны в основном с биосинтезом и производством энергии. Биосинтез — это процесс, протекающий в клетке постоянно, даже, если она не растет. Она постоянно и с высокой скоростью разрушают и восстанавливают большую часть своих компонентов. При этом расходуется очень много энергии. Энергия также необходима для другой работы: передвижения, молекулярного транспорта, передачи информации, производства электричества и т. д. Клетки получают эту энергию за счет разрушения питательных веществ, получаемых из окружающей среды или из собственных запасов. Совокупность этих процессов называется метаболизмом, который в свою очередь подразделяется на анаболизм и катаболизм. Анаболизм составляют процессы биосинтеза, катаболизм — реакции распада.

Системы, выполняющие эти разнообразные процессы, размещены в цитозоле. Важную роль в этих процессах играют митохондрии — энергетические центры клетки. В них протекают основные окислительные процессы, в результате которых выделяемая энергия вновь улавливается и превращается в форму, необходимую для утилизации клеткой.