Типы клеточной организации. Строение эукариотической клетки.

Тип клеточной организации Прокариотический Эукариотический Одноклеточный Многоклеточный

К эукариотическому типу относятся одноклеточные и многоклеточные ядерные организмы, относящиеся к царствам животных, растений и грибов

Клеткам прокариотического типа свойственны: малые размеры (не более 0,5-3 мкм в диаметре или по длине), в клетке отсутствует система мембран. генетический аппарат представлен ДНК единственной кольцевой хромосомой, которая лишена основных белков – гистонов. отсутствует клеточный центр и внутриклеточные перемещения цитоплазмы.

Прокариоты

В клетках эукариот выделяют ядро и цитоплазму. В ядре обнаруживается ядрышко и хроматин.

Принцип компартиментации Высокая упорядоченность внутреннего содержимого эукариотической клетки достигается путем компартиментации. Отдельный компартимент представлен органеллой или ее частью. Благодаря компартиментации клеточного объема в эукариотической клетке наблюдается разделение функций между разными структурами, которые одновременно взаимодействуют друг с другом.

Клеточные структуры Растительные клетки Клетки грибов Животные клетки Клеточная стенка Из целлюлозы В основном из хитина Отсутствует Центральная вакуоль Есть Нет Пластиды ИмеютсяОтсутствуютотсутствуют Типичный резервный углевод Крахмал Гликоген Центриоль Бывает редко Есть

Органоиды Мембранные Одномембранные Двумембранные Немембранные

1 – липидный бислой; 2 – мембранные белки; 3 – рецептор; 4 – гликокаликс Плазматическая мембрана

Плазматическая мембрана представляет собой оболочку, отделяющую содержимое клетки от внешней среды или соседних клеток. Основу клеточной мембраны составляет двойной слой липидов, в который погружены белковые молекулы, некоторые из них выполняют функцию рецепторов. Снаружи мембрана покрыта слоем гликопротеинов – гликокаликсом. Функция: избирательная проницаемость, барьерная.

Захват плазматической мембраной твердых частиц и втягивание их внутрь клетки называется фагоцитозом (амеба, лейкоциты крови). Плазматическая мембрана образует впячивания в виде тонкого канальца, в который попадает жидкость с растворенными в ней веществами – пиноцитоз.

Цитоплазма состоит из гиалоплазмы (матрикса), в которую погружены органеллы и различные непостоянные структуры. Гиалоплазма (матрикс цитоплазмы) является водным раствором неорганических и органических веществ, способный изменять свою вязкость и находящийся в постоянном движении. Способность к движению или течению цитоплазмы называют циклозом.

Одномембранные ЭПС (гладкая, шероховатая) Комплекс (Аппарат) Гольджи Мембранные пузырьки Лизосомы Пероксисомы

Эндоплазматическая сеть ЭПС состоит из множества замкнутых зон в виде пузырьков (вакуолей) (5), плоских мешков или трубчатых образований (2), отделенных от гиалоплазмы мембраной (3) и имеющих внутренние полости с собственным содержимым (4). 1 – рибосома; 2 – плоский мешок или трубчатое образование; 3 – мембрана; 4 – внутренняя полость; 5 – отщепляющийся мембранный пузырек (вакуоль

Аппарат Гольджи представляет собой комплекс уплощенных мешков (цистерн) (2), сложенных в стопки, и трубочек (3), от которых отщепляются пузырьки (1) с собственным содержимым – так образуются, в частности, первичные лизосомы (4). В аппарате Гольджи происходит накопление продуктов, синтезированных в эндоплазматической сети, их химическая модификация, синтез полисахаридов и образование их комплексов с белками (мукопротеидов), а также упаковка и выведение вырабатываемых продуктов (секрета) за пределы клетки. 1 – пузырек; 2 – трубочка; 3 – уплощенный мешок (цистерна); 4 – первичная лизосома

Лизосомы - представляют собой тельца, ограниченные липидной мембраной и содержащие электроноплотный матрикс, состоящий из набора гидролитических белков- ферментов (50 гидролаз), способных расщеплять любые полимерные соединения (белки, липиды, углеводы и их комплексы) на мономерные фрагменты. Функция лизосом - обеспечение внутриклеточного пищеварения, то есть расщепления как экзогенных, так и эндогенных веществ.

Пероксисомы -- микротельца цитоплазмы (0,11,5 мкм), сходные по строению с лизосомами, однако отличаются от них тем, что в их матриксе содержатся кристаллов подобные структуры, а среди белков-ферментов содержится каталаза, разрушающая перекись водорода, образующуюся при окислении аминокислот.

Двумембранные органеллы Митохондрии Пластиды Хлоропласты ХромопластыЛейкопласты

В митохондриях происходит превращение веществ, поступающих с пищей, в богатые энергией соединения. Эти соединения впоследствии расходуются во всех процессах, требующих затраты энергии. Митохондрии называют органеллами клеточного дыхания или силовыми станциями клетки, так как основной источник энергии в живых организмах – аденозинтрифосфат (АТФ) – синтезируется именно в них. 1 – наружная мембрана; 2 – внутренняя мембрана; 3 – кристы

Хлоропласты – относительно крупные структуры клетки овальной или дисковидной формы. Содержимое пластид называют стромой. Наружная мембрана гладкая. Внутренняя образует тилакоиды, большая часть которых укладывается в виде стопки монет и образует граны. В мембранах гран находится хлорофилл, придающий хлоропласту зеленую окраску и обеспечивающий протекание световой фазы фотосинтеза.

1 -хромопласты, 2 - ядро, 3 - оболочка клетки. Хромопласты – устроены проще, гран не имеют, к фотосинтезу не способны, содержат разнообразные пигменты: желтые, оранжевые, красные каротиноиды и ксантофиллы. Они придают яркую окраску цветам и плодам, привлекая животных и способствуя таким образом опылению растений и расселению семян.

Лейкопласты – почти лишены тилакоидов, пигменты в них находятся в неактивной форме (протохлорофиллы). Бесцветны и содержатся в клетках подземных или неокрашенных частей растений (корней, корневищ, клубней). Способны накапливать запасные питательные вещества, в первую очередь крахмал, иногда белки, реже жиры. На свету могут превращаться в хлоропласты.

Ядро клетки имеет округлую форму и окружено ядерной оболочкой (1), которая отличается большей пористостью (2), чем наружная клеточная мембрана. Через нее могут проходить целые молекулы белка. Ядро заполнено прозрачной нуклеоплазмой, в которую погружены тонкие длинные нити хроматина (3). В период деления клетки хроматин уплотняется, образуя хромосомы, хорошо различимые даже в световом микроскопе. Хроматин и хромосомы – это уровни упаковки генетического материала Цепи дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) (3) накручиваются на особые белки – гистоны (4). 1 - ядерная оболочка; 2 - поры ядерной оболочки; 3 - хроматин; 4 - ядрышко; 5 - рибосомы

Хромосома = ДНК + гистоны + белки В интерфазе совокупность хромосом ядра образует хроматин – комплекс ДНК и гистоновых белков. ДНК – две полинуклеотидные цепи, закрученные в спираль одна вокруг другой. Ген – это участок ДНК, содержащий программу построения только одного определенного белка. ДНК = ген + ген + ген ген В ядре находятся ядрышки, которые богаты рибонуклеиновой кислотой (РНК). РНК активно расходуется при делении клеток, а также на образование рибосом.

Разные участки в составе хроматина обладают разной степенью спирализации. В световом микроскопе он выглядит как глыбки, гранулы и нитчатые структуры. Участки функционально активные (т.е. такие, с которых возможна транскрипция) имеют нитевидную структуру, их называют эухроматином. Участки, имеющие на препаратах вид глыбок, находятся в конденсированном состоянии, их транскрипция невозможна – это гетерохроматин.

Морфология одной и той же хромосомы в метафазе митоза (А) и в профазе мейоза (Б); 1 хроматиды; 2 центромера; 3 хромомеры; 4 теломеры (крупные хромомеры на концах хромосомы).

Немембранные органеллы Рибосомы Микротрубочки и микрофиламенты Клеточный центр или центросома Обязательными для большинства клеток являются также органоиды, не имеющие мембранного строения: рибосомы, микрофиламенты, микротрубочки, клеточный центр.

Рибосомы самые многочисленные структуры, обнаруженные во всех типах клеток. Представлены двумя субъединицами: большой и малой. Функция рибосом – сборка белковых молекул.

Клеточный центр -- в неделящейся клетке клеточный центр состоит из двух основных структурных компонентов: диплосомы; центросферы. Диплосома состоит из двух центриолей материнской и дочерней, расположенных под прямым углом друг к другу. Каждая центриоль состоит из микротрубочек, образующих структуру в виде полого цилиндра. Микротрубочки объединяются в триплеты (по три трубочки), образуя 9 триплетов. Центросфера бесструктурный участок гиалоплазмы вокруг диплосомы, от которого радиально отходят микротрубочки (лучистая сфера).

Функции клеточного центра: образование веретена деления в профазе митоза; участие в формировании микротрубочек клеточного каркаса; в реснитчатых эпителиальных клетках центриоли являются базальными тельцами ресничек.