Биология: клетки. Структура, функция, функции

Клетъчната биология е известна на всеки учебен план на училището. Предлагаме ви да си спомните какво научихте веднъж и да откриете нещо ново за него. Името "клетка" е предложено още през 1665 г. от англичанина Р. Хуке. Въпреки това едва през 19 век започна да се изследва систематично. Учените са заинтересовани, наред с други неща, и ролята на клетките в тялото. Те могат да бъдат в различни органи и организми (яйца, бактерии, нерви, еритроцити) или да бъдат независими организми (протозои). Въпреки цялото им разнообразие, много прилики се откриват в техните функции и структура.

Клетъчни функции

Всички те са различни по форма и често в действие. Могат да се различават доста силно и клетките на тъканите и органите на един организъм. Биологията на клетката обаче разграничава функциите, присъщи на всички техни разновидности. Тук протеиновият синтез винаги се осъществява. Този процес се контролира от генетичен апарат. Клетка, която не синтезира протеини, по същество е мъртва. Жива клетка е тази, чиито компоненти постоянно се променят. Основните класове вещества обаче остават непроменени.

Всички процеси в клетката се извършват с помощта на енергия. Тази храна, дишането, възпроизводството, метаболизма. Следователно, жива клетка се характеризира с факта, че енергийният метаболизъм постоянно се осъществява в нея. Всеки от тях има обща най-важна собственост - способността да се съхранява енергия и да се харчат. Сред другите функции може да се отбележи разделение и раздразнителност.

Всички живи клетки могат да реагират на химични или физически промени в обкръжаващата ги среда. Тази собственост се нарича възбудимост или раздразнителност. В клетките, когато се възбуждат, скоростта на разлагане на веществата и биосинтезата, температурата, консумацията на кислород се променя. В това състояние те изпълняват специфичните за тях функции.

Структурата на клетката

Структурата му е доста сложна, въпреки че се смята за най-простата форма на живот в науката, като например биологията. Клетките са разположени в междуклетъчното вещество. Тя им осигурява дишане, храна и механична сила. Ядрото и цитоплазмата са основните компоненти на всяка клетка. Всеки от тях е покрит с мембрана, елементът на сградата, за който е молекула. Биологията установи, че мембраната се състои от множество молекули. Те са подредени в няколко слоя. Благодарение на мембраната веществата проникват селективно. В цитоплазмата са органоидите - най-малките структури. Това са ендоплазмични ретикулуми, митохондрии, рибозоми, клетъчен център, Golgi комплекс, лизозоми. По-добре ще разберете как изглеждат клетките, като разгледате чертежите, представени в тази статия.

мембрана

Когато разглеждаме растителна клетка в микроскоп (например корена на лъка), може да забележите, че тя е заобиколена от доста дебела черупка. Калмарът има гигантски аксон, чиято обвивка е от съвсем различна природа. Въпреки това, той не решава кои вещества трябва или не трябва да бъдат допуснати в аксона. Функцията на клетъчната мембрана е, че тя е допълнително средство за защита на клетъчната мембрана. Мембраната се нарича "крепостната стена на клетката". Това обаче е вярно само в смисъл, че защитава и защитава съдържанието му.

Както мембраната, така и вътрешното съдържание на всяка клетка обикновено се състоят от едни и същи атоми. Говорим за въглерод, водород, кислород и азот. Тези атоми са в началото на периодичната таблица. Мембраната е молекулно сито, много малко (дебелината му е 10 хиляди пъти по-малка от дебелината на косата). Порите му приличат на тесните дълги проходи, направени в крепостната стена на някой средновековен град. Тяхната ширина и височина са 10 пъти по-малки от дължината. Освен това дупките в това сито са много редки. В някои клетки порите заемат само една милионна част от цялата площ на мембраната.

сърцевина

Клетъчната биология също е интересна от гледна точка на ядрото. Това е най-големият органел, който първо привлече вниманието на учените. През 1981 г. клетъчното ядро е открито от Робърт Браун, шотландски учен. Този органоид е един вид кибернетична система, където се съхраняват, обработват и след това се прехвърлят в цитоплазмата информация, обемът на който е много голям. Ядрото е много важно в процеса на наследственост, в който той играе главната роля. В допълнение, тя изпълнява функцията на регенерация, т.е. тя може да възстанови целостта на цялото тяло на клетката. Този органоид регулира всички най-важни клетъчни функции. Що се отнася до формата на ядрото, най-често то е сферично, а също яйцевидно. Хроматинът е най-важният компонент на този органоид. Това е вещество, което е добре оцветено от специални ядрени бои.

Двойна мембрана отделя ядрото от цитоплазмата. Тази мембрана е свързана с Golgi комплекс и с ендоплазмения ретикулум. На ядрената мембрана има пори, през които лесно преминават някои вещества, докато други я правят по-трудно. По този начин неговата пропускливост е селективна.

Ядреният сок е вътрешното ядро. Той запълва пространството между неговите структури. Ядрата (една или няколко) задължително присъстват в ядрото. Те образуват рибозоми. Има пряка връзка между размера на нуклеолите и активността на клетката: нулеолите са по-големи, колкото е по-голяма биосинтезата на протеина; И напротив, в клетките с ограничен синтез те или липсват или са малки.

В ядрото има хромозоми. Това са специални конец. В допълнение към гениталните клетки , в ядрото на клетката на човешкото тяло има 46 хромозома. Те съдържат информация за наследствените предразположения на организма, които се предават на потомството.

Клетките обикновено имат едно ядро, но има и многоядрени клетки (в мускулите, в черния дроб и т.н.). Ако премахнете ядрото, останалите части от клетката станат неживими.

цитоплазма

Цитоплазмата е безцветна лигавидна полутвърда маса. Той съдържа около 75-85% вода, около 10-12% аминокиселини и протеини, 4-6% въглехидрати, 2 до 3% липиди и мазнини и 1% неорганични и някои други вещества.

Съдържанието на клетката в цитоплазмата може да се движи. Поради това органелите се поставят оптимално и биохимичните реакции протичат по-добре, както и процесът на отделяне на метаболитните продукти. В цитоплазмения слой са представени различни формации: повърхностни израстъци, флагели, ресни. Цитоплазмата е пропусната от ретикуларна система (вакуоларна), състояща се от сплескани сакове, везикули, тръби, които комуникират един с друг. Те са свързани с външната плазмена мембрана.

Ендоплазмен ретикулум

Този органоид е наречен така, защото се намира в централната част на цитоплазмата (от гръцки език думата "ендон" се превежда като "вътре"). EPS е много разклонена система от мехурчета, тубули, тръби с различни форми и размери. Те са ограничени от цитоплазмата на клетката чрез мембрани.

Има два типа EPS. Първият е гранулиран, който се състои от цистерни и тубули, чиято повърхност е покрита с гранули (гранули). Вторият вид EPS е агрануларен, т.е. гладък. Краищата са рибозоми. Любопитно е, че основно гранулиран EPS се наблюдава в клетките на ембриона на животни, докато при възрастни форми обикновено е агрануларен. Както е известно, рибозомите са мястото на протеиновия синтез в цитоплазмата. Като се започне от това, може да се приеме, че гранулираният EPS е главно в клетки, където се получава активен протеинов синтез. Предполага се, че агрануларната мрежа се представлява главно в тези клетки, където се осъществява активен липиден синтез, т.е. мазнини и различни мазнини.

И двата вида EPS не просто участват в синтеза на органични вещества. Тук тези вещества се натрупват, както и се транспортират до необходимите места. EPS също така регулира метаболизма, който настъпва между околната среда и клетката.

рибозомите

Това са клетъчни немембранни органели. Те се състоят от протеин и рибонуклеинова киселина. Тези части от клетката все още не са напълно разбрани от гледна точка на вътрешната структура. В електронен микроскоп, рибозомите приличат на гъби или заоблени гранули. Всеки от тях е разделен на малка и голяма част (субединици) посредством жлеб. Няколко рибозоми често се комбинират с верига от специална РНК (рибонуклеинова киселина), наречена i-RNA (информация). Благодарение на тези органоиди, протеиновите молекули се синтезират от аминокиселини.

Комплекс "Голджи"

Продуктите на биосинтеза влизат в лумени на тубулите и кухините на EPS. Тук те са съсредоточени в специален апарат, наречен комплекс "Голджи" (на фигурата по-горе той е определен като комплекс "голджи"). Това устройство е близо до ядрото. Той участва в трансфера на биосинтетични продукти, които се доставят на повърхността на клетката. Също така, комплекса "Голджи" участва в отстраняването им от клетката, при образуването на лизозоми и т.н.

Този органоид е открит от Калило Голджи, италиански цитолог (години на живот - 1844-1926 г.). В чест на него през 1898 г. той е наречен Golgi апарат (комплекс). Белтъците, продуцирани в рибозомите, влизат в организела. Когато те са необходими от някой друг органел, част от апарата Golgi е разделена. По този начин протеинът се транспортира до желаното място.

лизозоми

Разказвайки за появата на клетките и какви органели са включени в състава им, трябва да се спомене и за лизозомите. Имат овална форма, обградени от еднослойна мембрана. В лизозомите има набор от ензими, които разрушават протеини, липиди, въглехидрати. Ако лизозомната мембрана е повредена, ензимите разрушават и разрушават съдържанието в клетката. В резултат тя умира.

Клетъчен център

Той се намира в клетките, които могат да се разделят. Клетъчният център се състои от две центриоли (пръчковидни корпуси). Като се намира в близост до комплекса "Голджи" и ядрото, той участва в образуването на разделящия шпиндел в процеса на клетъчното деление.

митохондриите

Енергийните органоиди включват митохондриите (изобразени по-горе) и хлоропластите. Митохондриите са уникалните енергийни станции на всяка клетка. В тях енергията се извлича от хранителните вещества. Митохондриите имат променлива форма, но най-често те са гранули или филаменти. Броят и размерът им са нестабилни. Това зависи от каква е функционалната активност на клетката.

Ако смятате за електронна микрография, можете да видите, че митохондриите имат две мембрани: вътрешната и външната. Вътрешните форми израснали (криста), облицовани с ензими. Поради наличието на криста, общата повърхност на митохондриите се увеличава. Това е важно за активността на ензимите.

В митохондриите учените са открили специфични рибозоми и ДНК. Това позволява тези органоиди да се размножават самостоятелно в процеса на клетъчно делене.

хлоропласти

Що се отнася до хлорпластите, във формата е диск или топка с двойна черупка (вътрешна и външна). Вътре в този органоид има и рибозоми, ДНК и гранули - специални мембранни образувания, свързани както с вътрешната мембрана, така и помежду си. Хлорофилът се намира в мембраните на гранулата. Благодарение на него енергията на слънчевата светлина се превръща в химична енергия аденозин трифосфат (АТФ). В хлоропластите се използва за синтезиране на въглехидрати (образувани от вода и въглероден диоксид).

Съгласен съм, горепосочената информация трябва да е известна не само да се премине биологичен тест. Клетката е строителният материал, от който се състои тялото ни. И цялата жива природа е сложен набор от клетки. Както можете да видите, в тях има много компоненти. На пръв поглед може да изглежда, че изучаването на структурата на клетката не е лесна задача. Ако разбирате обаче, тази тема не е толкова сложна. Необходимо е да го разберем, за да разберем такава наука като биология. Съставът на клетката е една от основните й теми.