✅Особливості будови тваринної клітини

Школярі починають вивчати цитологію (науку про характеристики і функціонування тварин і рослинних клітин) в 6 класі для складання загальної схеми будови всього живого. Але повторення – мати вчення. Навчальна програма складена так, щоб пройти особливості будови тваринної клітини на біології в 9 класі. Це допоможе в подальшому вивченні анатомії людини і розумінні процесів, що відбуваються в тканинах і органах.

Загальні положення цитології

Клітинна теорія була розроблена з метою систематизації знань про клітини і приведення їх до «спільного знаменника». Завдяки цьому стало можливе вивчення метаболізму будь-якого органу або тканини. Клітинна теорія говорить:

  • Клітина  – найменша одиниця всього живого.
  • Різні зовні організми подібні в клітинній будові, що свідчить про єдине походження природи.
  • Розмножуються вони тільки завдяки поділу попередньої (материнської) клітинної структури на дві дочірніх.

Все живе утворено в результаті послідовного клітинного об’єднання спочатку в тканини, потім органи. Сукупності органів формують цілу систему, яка називається організмом.
Відповідно до теорії таку “клітинну мікросистему” можна розглядати в якості будівельних цеглинок, з яких поступово формується все, що здатне до життєдіяльності. Цікавий факт: цих основоположних “будматеріалів” в організмі налічується приблизно 1013. Склад тварин клітин:

  • цитоплазматична (біологічна) мембрана;
  • цитоплазма;
  • органоїд.

Органели — “нутрощі” клітини, що імітують діяльність органів у людини. Вони різноманітні за будовою, хімічним складом і виконуваних функцій. Біологам для полегшення сприйняття вдалося звести до мінімуму класифікацію органоїдів:

  • Із загальним призначенням: ядро, рибосоми, лізосоми, апарат Гольджі, ендоплазматичний ретикулум (мережа), пероксисоми, мітохондрії, цитоскелет і клітинний центр. Вони знаходяться в структурі всіх клітин, оскільки є життєво важливими. Органели зі спеціальним призначенням (джгутики, міофібрили, мікроворсинки, нейрофібрили, мерехтливі вії, тонофібрили) є лише у деяких типів тканин організму.
  • Мембранні: ендоплазматична мережа, комплекс Гольджі, пероксисоми, лізосоми, мітохондрії, ядро.
  • Немембранні: рибосоми, клітинний центр і цитоскелет (мікротрубочки, мікрофіламенти і мікрофібрили).

Целлюлярна система формує сукупності органоїдів, звані функціональними апаратами. Всього їх 4: транспортно-синтетичний, енергомобілізуючий, «травна система» і внутрішній каркас — цитоскелет.

Цитоплазма і плазмолемма

Основними компонентами “живих осередків” є цитоплазматична мембрана (плазмолемма) і цитоплазма (гіалоплазма). Це база будь-яких клітин, в тому числі рослинних.

Цитоплазма – весь вміст клітини: і рідка частина, і її компоненти (органели, цитоскелет і включення). Сама гелеподібна рідина називається гіалоплазмою.

Гіалоплазма приблизно на 80-90% складається з води, на 10-15% — з білків і в малих кількостях органічних сполук (білків, жирів, вуглеводів, мінеральних речовин і залишків нуклеїнових кислот). Вона потрібна клітинам для здійснення реакцій обміну речовин.

У тварин це єдина оболонка, на відміну від рослин, грибів і бактерій: вони мають додатковий шар — клітинну стінку. Мембрана служить одночасно і бар’єром, і «обмінником» із зовнішнім середовищем. Вона виконує наступні функції:

  • транспорт поживних речовин всередину клітини і виведення продуктів метаболізму;
  • зв’язок з іншими молекулами (гормонами, запальними речовинами);
  • скріплення клітин одного виду і утворення тканин організму;
  • рух завдяки зв’язку мембрани з компонентами цитоскелету.

Під мікроскопом цитолемма виглядає як міцна оболонка, що складається з 3 шарів: два ряди фосфоліпідів, між якими помітно просвітлення. Фосфоліпіди виглядають як кульки з відходять від них двома ниточками. На малюнку зазвичай ці ряди зображують зверненими один до одного хвостиками, головки ж знаходяться по різні боки клітини: нижній ряд фосфоліпідів «дивиться» всередину, верхній — назовні. Така будова відповідає за плинність мембрани і її здатність адаптуватися до подразників і поглинати речовини (ділянка ліпідного шару випинається, охоплює потрібну молекулу і вклинюється назад).

Оскільки в клітину надходять поживні речовини не тільки жирового Походження, природа наділила плазмолемму вбудованими в неї транспортними білками. Вони можуть пронизувати мембрану наскрізь (інтегральні), утворюючи канали, або наполовину (напівінтегральні). Такі білки беруть участь в активному транспорті, коли деякі речовини не можуть потрапити в клітку по градієнту концентрації. Ці переносники транспортують їх всередину з витратою енергії. На зовнішній стороні знаходяться поверхневі білки, вони служать рецепторами для передачі сигналів із зовнішнього середовища.

Синтетичний конвеєр

Синтез білків здійснюють рибосоми, ендоплазматична мережа (ЕПС) і комплекс Гольджі. Вони діють злагоджено, передаючи по ланцюжку один одному продукти утворення білків і доставляючи їх в ядро і інші клітинні органели. Ядро через вміст різних генів регулює їх роботу і сприяє синтезу потрібних клітині в конкретний момент білків.

Органели рибосоми

Перша ланка-рибосоми. Це дрібні органели – будівельники, що утворюють з амінокислот ланцюжок поліпептидів. Складається рибосома з малої (у вигляді телефонної трубки) і великий (як ківш) субодиниць. Вони можуть бути поодинокими або склеєними між собою (полісоми).

У малу частину потрапляє іРНК, утворена ядром. При русі між субодиницями тРНК нанизує свої комплементарні основи на вхідні в рибосому амінокислоти. В середньому за 1 секунду обробляються 20 амінокислот, а повноцінний білок утворюється приблизно через 30-60 секунд. Після закінчення синтезу рибосома звільняється від іРНК і готова прийняти нову.

Якщо білки потрібні для обміну речовин в клітині або для вбудовування в мембрану, то вони синтезуються на полісомах, з’єднаних з ЕПС, де потім і зберігаються або доводяться до досконалості.

Ендоплазматична мережа

ЕПС потрібна для синтезу вуглеводів, жирів і білків і для доопрацювання білків до потрібного стану. Це комплекс цистерн і трубочок, проходячи по яких, речовини під дією різних реакцій модифікуються. Виділяють гранулярну ЕПС (містить рибосоми і полісоми), гладку (без них) і перехідну.

Гранулярна ЕПС — це “завод” з виробництва мембранних білків і білків, які потрібні поза клітиною. Також тут відбувається перетворення (глікозилювання) або приєднання вуглеводних частин до пептидних ланцюжків. Ця частина синтетичного клітинного комплексу утворена плоскими цистернами, де накопичуються продукти синтезу, і мікротрубочками, по яких вони рухаються в цитоплазму і за межі клітини на потреби організму.

Білок синтезується на поверхневих полісомах. До них з ядра підпливає іРНК, проходячи через субодиниці рибосом, і утворює основний пептид (сигнальний). Цей пептид, потрапляючи всередину цистерн, під дією ферменту пептидази поступово просувається по всій ЕПС, по ходу руху звертаючись спочатку у вторинну, потім в третинну і кінцеву (четвертинну) структуру. Там же, в просвіті ЕПС, до нього приєднуються сульфідні, гідроксильні групи і фосфатний залишок.

Оскільки грепс займається синтезом «на експорт», вона добре розвинена в органах, що виділяють ферменти (наприклад, в підшлунковій залозі), клітинах сполучної тканини (утворюють колаген та інші будівельні протеїни) і печінки (орган, де синтезуються практично всі білки організму).

Гладка частина-3D-система, утворена каналами, трубочками і бульбашками. Вона служить для утворення жирів, синтезу холестерину і глікогену (запасний вуглевод на випадок клітинного голодування), відновлення ядерної мембрани при мітозі (телофаза) і накопичення в клітині кальцію. Зберігає кальцій функція здійснюється завдяки спеціальним каналам і білкам. Вона має велике значення в м’язовій тканині, оскільки м’язи скорочуються тільки при наявності кальцію в цитоплазмі їх клітин.

Глепс добре розвинена в органах, що утворюють холестерин і стероїдні гормони. Сюди відносяться кора надниркових залоз, печінка, яєчка і яєчники (жовте тіло).

Перехідна зона – частина комплексу, розташована між гладкою і грепс перед апаратом Гольджі, куди вона переносить в бульбашках синтезовані речовини.

Комплекс Гольджі і органели

КГ за будовою майже ідентичний ЕПС: цистерни, транспортні та секреторні бульбашки. У цистернах знаходяться різні ферменти для білкових реакцій. Бульбашки формуються відщепленням мембрани від цистерн. КГ має 2 полюси: цис-форма звернена до ЕПС, транс-форма — до клітинної мембрани.

У цьому комплексі також утворюються вуглеводи і глікопротеїни, відбувається глікозилювання білків. КГ служить для накопичення кінцевих продуктів синтезу і їх транспорту в цитоплазму і за межі клітини.

У клітині окремо існує своя система травлення-ендосоми і лізосоми. Ендосоми-бульбашки, повільно заповнюються кислим середовищем і ферментами. Вони є проміжним переносником до лізосомів потрапив в клітину речовини і одночасно частково перетравлюють його.

Лізосоми відрізняються лише тим, що формуються з ендосом, мають більш кисле середовище і великий спектр літичних ферментів. У них здійснюється остаточне перетравлення розщепилися молекул.

Пероксисоми – видозмінені лізосоми, вміст яких направлено на розщеплення утворюється в реакціях метаболізму перекису водню до кисню і води.

Енергетичні та генетичні центри клітини

Мітохондрії-органели-батарейки. Мембрана у них двошарова, на кожному шарі різні ферменти і канали. Внутрішня мембрана також формує вміст мітохондрії: вона складається і утворює Крісти, на яких проходять реакції окислення речовин для отримання з них енергії. Простір між кристами заповнений матриксом, багатим ферментами, гранулами і рибосомами. У них також виявляється генетичний матеріал-мітохондріальна ДНК.

Ядро – головний органоїд. Якщо немає ядра, значить, немає клітини. Воно зберігає, реалізує і відтворює генетичну інформацію. Відрізняється від ядерної речовини прокаріотів тим, що має оболонку, за рахунок якої внутрішній вміст відмежовано від цитоплазми.

У ядерній оболонці є пори, через які в ядро і з нього рухаються РНК і частини рибосом. Оболонка, як і у мітохондрій, двошарова, її зовнішня частина зливається з грепс і усипана рибосомами, внутрішня — гладка. Вміст ядра-хроматин. Це комплекс білків і ДНК, що формує хромосоми. Частина з них, готова до транскрипції, — еухроматин, а решта, скручені спіраллю і недоступні для списування генетичної інформації, — гетерохроматин.

Гени, що містяться в ядрі, відповідають за всі процеси, що відбуваються в організмі (зростання, розвиток, харчування, метаболізм, старіння і т.д.). При його руйнуванні життя клітин стає неможливою.

Яку б тканину не утворювали клітини, загальна будова у них однаково. Десь більше, десь менше розвинені ті чи інші органели або можуть з’являтися специфічні цього органу ферменти. Але в цілому будова клітин практично не відрізняється. Це допомагає систематизувати процеси, що протікають у всіх системах людського організму.

Посилання на основну публікацію