Какво е клетка и каква е нейната структура. Съществени разлики между растителни и животински клетки

Клетката е основната елементарна единица на всички живи същества, следователно притежава всички свойства на живите организми: силно подредена структура, получаваща енергия отвън и използвайки я за извършване на работа и поддържане на реда, метаболизъм, активен отговор на дразнения, растеж, развитие, размножаване, дублиране и предаване на биологична информация на потомци, регенерация (възстановяване на увредени структури), адаптиране към околната среда.

Немският учен Т. Шван в средата на 19 век създава клетъчната теория, чиито основни положения показват, че всички тъкани и органи се състоят от клетки; клетките на растенията и животните са фундаментално сходни една с друга, всички те възникват по един и същи начин; дейността на организмите е сумата от жизнените дейности на отделните клетки. Голямо влияниеНа по-нататъчно развитиеКлетъчната теория и теорията за клетките като цяло са повлияни от големия немски учен Р. Вирхов. Той не само събра всички многобройни разнородни факти, но също така убедително показа, че клетките са постоянна структура и възникват само чрез възпроизвеждане.

Клетъчната теория в нейната съвременна интерпретация включва следните основни положения: клетката е универсална елементарна единица на живите същества; Клетките на всички организми са фундаментално сходни по своята структура, функция и химичен състав; клетките се възпроизвеждат само чрез делене на оригиналната клетка; многоклетъчните организми са сложни клетъчни сглобки, които образуват интегрални системи.

Благодарение на съвременните методи на изследване беше разкрито два основни вида клетки: по-сложно организирани, силно диференцирани еукариотни клетки (растения, животни и някои протозои, водорасли, гъби и лишеи) и по-малко сложно организирани прокариотни клетки (синьо-зелени водорасли, актиномицети, бактерии, спирохети, микоплазми, рикетсии, хламидии).

За разлика от прокариотната клетка, еукариотната клетка има ядро, ограничено от двойна ядрена мембрана и голям брой мембранни органели.

ВНИМАНИЕ!

Клетката е основната структурна и функционална единица на живите организми, осъществяваща растеж, развитие, метаболизъм и енергия, съхраняваща, обработваща и внедряваща генетична информация. От морфологична гледна точка клетката е сложна система от биополимери, отделена от външна средаплазмена мембрана (плазмолема) и се състои от ядро ​​и цитоплазма, в които са разположени органели и включвания (гранули).

Какви видове клетки има?

Клетките са разнообразни по своята форма, структура, химичен състав и характер на метаболизма.

Всички клетки са хомоложни, т.е. имат редица общи структурни характеристики, от които зависи изпълнението на основните функции. Клетките се характеризират с единство на структурата, метаболизма (метаболизма) и химичния състав.

В същото време различните клетки имат и специфични структури. Това се дължи на изпълнението на специални функции.

Клетъчна структура

Ултрамикроскопска клетъчна структура:

1 - цитолемма (плазмена мембрана); 2 - пиноцитозни везикули; 3 - центрозома, клетъчен център (цитоцентър); 4 - хиалоплазма; 5 - ендоплазмен ретикулум: а - мембрана на грануларния ретикулум; b - рибозоми; 6 - връзка на перинуклеарното пространство с кухините на ендоплазмения ретикулум; 7 - сърцевина; 8 - ядрени пори; 9 - негранулиран (гладък) ендоплазмен ретикулум; 10 - ядро; 11 - вътрешен ретикуларен апарат (комплекс на Голджи); 12 - секреторни вакуоли; 13 - митохондрии; 14 - липозоми; 15 - три последователни етапа на фагоцитоза; 16 - връзка на клетъчната мембрана (цитолема) с мембраните на ендоплазмения ретикулум.

Химичен състав на клетката

Клетката съдържа повече от 100 химически елементи, четири от тях представляват около 98% от масата, това са органогени: кислород (65–75%), въглерод (15–18%), водород (8–10%) и азот (1,5–3,0%). Останалите елементи се разделят на три групи: макроелементи - съдържанието им в организма надвишава 0,01%); микроелементи (0,00001–0,01%) и ултрамикроелементи (по-малко от 0,00001).

Макроелементите включват сяра, фосфор, хлор, калий, натрий, магнезий, калций.

Микроелементите включват желязо, цинк, мед, йод, флуор, алуминий, мед, манган, кобалт и др.

Ултрамикроелементите включват селен, ванадий, силиций, никел, литий, сребро и др. Въпреки много ниското си съдържание микроелементите и ултрамикроелементите играят много важна роля важна роля. Те засягат основно метаболизма. Без тях не може нормално функционираневсяка клетка и организма като цяло.

Клетката се състои от неорганични и органична материя. Сред неорганичните най-голямото числовода. Относителното количество вода в клетката е между 70 и 80%. Водата е универсален разтворител, всички биохимични реакции в клетката протичат в нея. С участието на водата се осъществява терморегулация. Веществата, които се разтварят във вода (соли, основи, киселини, протеини, въглехидрати, алкохоли и др.), се наричат ​​хидрофилни. Хидрофобните вещества (мазнини и подобни на тях вещества) не се разтварят във вода. Други неорганични вещества (соли, киселини, основи, положителни и отрицателни йони) варират от 1,0 до 1,5%.

Сред органичните вещества преобладават протеини (10–20%), мазнини или липиди (1–5%), въглехидрати (0,2–2,0%) и нуклеинови киселини (1–2%). Съдържанието на нискомолекулни вещества не надвишава 0,5%.

Протеиновата молекула е полимер, който се състои от голям брой повтарящи се единици мономери. Аминокиселинните протеинови мономери (20 от тях) са свързани помежду си чрез пептидни връзки, образувайки полипептидна верига (първичната структура на протеина). Той се извива в спирала, образувайки от своя страна вторичната структура на протеина. Поради специфичната пространствена ориентация на полипептидната верига възниква третичната структура на протеина, която определя специфичността и биологичната активност на протеиновата молекула. Няколко третични структури се комбинират помежду си, за да образуват кватернерна структура.

Протеините изпълняват основни функции. Ензимите са биологични катализатори, които увеличават скоростта химична реакциястотици хиляди милиони пъти в една клетка са протеини. Протеините, като част от всички клетъчни структури, изпълняват пластична (строителна) функция. Клетъчните движения също се извършват от протеини. Те осигуряват транспорт на вещества в клетката, извън клетката и вътре в клетката. Важна е защитната функция на протеините (антитела). Протеините са един от източниците на енергия.Въглехидратите се делят на монозахариди и полизахариди. Последните са изградени от монозахариди, които подобно на аминокиселините са мономери. Сред монозахаридите в клетката най-важни са глюкозата, фруктозата (съдържа шест въглеродни атома) и пентозата (пет въглеродни атома). Пентозите са част от нуклеиновите киселини. Монозахаридите са силно разтворими във вода. Полизахаридите са слабо разтворими във вода (в животинските клетки гликоген, в растителните клетки - нишесте и целулоза. Въглехидратите са източник на енергия, сложните въглехидрати, комбинирани с протеини (гликопротеини), мазнини (гликолипиди) участват в образуването клетъчни повърхностии клетъчни взаимодействия.

Липидите включват мазнини и мастноподобни вещества. Молекулите на мазнините са изградени от глицерол и мастни киселини. Мазноподобните вещества включват холестерол, някои хормони и лецитин. По този начин липидите, които са основните компоненти на клетъчните мембрани, изпълняват строителна функция. Липиди - най-важните източнициенергия. Така че, ако при пълно окисление на 1 g протеин или въглехидрати се отделят 17,6 kJ енергия, тогава при пълно окисление на 1 g мазнини - 38,9 kJ. Липидите осъществяват терморегулацията и защитават органите (мастни капсули).

ДНК и РНК

Нуклеиновите киселини са полимерни молекули, образувани от нуклеотидни мономери. Нуклеотидът се състои от пуринова или пиримидинова основа, захар (пентоза) и остатък фосфорна киселина. Във всички клетки има два вида нуклеинови киселини: дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК) и рибонуклеинова киселина (РНК), които се различават по състава на основите и захарите.

Пространствена структура на нуклеиновите киселини:

(по B. Alberts и др., с модификация) I - РНК; II - ДНК; панделки - захарен фосфат гръбнак; A, C, G, T, U са азотни бази, решетките между тях са водородни връзки.

ДНК молекула

Молекулата на ДНК се състои от две полинуклеотидни вериги, усукани една около друга под формата на двойна спирала. Азотните основи на двете вериги са свързани помежду си чрез допълващи се водородни връзки. Аденинът се свързва само с тимин, а цитозинът - с гуанин (A - T, G - C). ДНК съдържа генетична информация, която определя специфичността на протеините, синтезирани от клетката, тоест последователността на аминокиселините в полипептидната верига. ДНК предава по наследство всички свойства на клетката. ДНК се намира в ядрото и митохондриите.

РНК молекула

Молекулата на РНК се образува от една полинуклеотидна верига. В клетките има три вида РНК. Информационна или информационна РНК tRNA (от английския пратеник - „посредник“), която прехвърля информация за нуклеотидната последователност на ДНК към рибозомите (виж по-долу). Трансферна РНК (тРНК), която пренася аминокиселини към рибозомите. Рибозомна РНК (рРНК), която участва в образуването на рибозоми. РНК се намира в ядрото, рибозомите, цитоплазмата, митохондриите и хлоропластите.

Състав на нуклеинови киселини:

Всички клетъчни форми на живот на земята могат да бъдат разделени на две суперцарства въз основа на структурата на съставните им клетки - прокариоти (предядрени) и еукариоти (ядрени). Прокариотните клетки са по-прости по структура, очевидно те са възникнали по-рано в процеса на еволюция. Еукариотните клетки са по-сложни и са възникнали по-късно. Клетките, които изграждат човешкото тяло, са еукариотни.

Въпреки разнообразието от форми, организацията на клетките на всички живи организми е подчинена на общи структурни принципи.

Прокариотна клетка

Еукариотна клетка

Устройство на еукариотна клетка

Повърхностен комплекс на животинска клетка

Съдържа гликокаликс, плазмени мембрании кортикалния слой цитоплазма, разположен отдолу. Плазмената мембрана се нарича още плазмалема, външната мембрана на клетката. Това е биологична мембрана с дебелина около 10 нанометра. Осигурява предимно ограничителна функция по отношение на външната за клетката среда. Освен това тя изпълнява транспортна функция. Клетката не хаби енергия, за да поддържа целостта на мембраната си: молекулите се държат заедно по същия принцип, по който молекулите на мазнините се държат заедно - термодинамично е по-изгодно хидрофобните части на молекулите да са разположени в непосредствена близост. един на друг. Гликокаликсът представлява молекули от олигозахариди, полизахариди, гликопротеини и гликолипиди, „закотвени“ в плазмалемата. Гликокаликсът изпълнява рецепторни и маркерни функции. Плазмената мембрана на животинските клетки се състои главно от фосфолипиди и липопротеини, осеяни с протеинови молекули, по-специално повърхностни антигени и рецептори. В кортикалния (съседен на плазмената мембрана) слой на цитоплазмата има специфични цитоскелетни елементи - актинови микрофиламенти, подредени по определен начин. Основната и най-важна функция на кортикалния слой (кора) са псевдоподиалните реакции: изтласкване, прикрепване и свиване на псевдоподиите. В този случай микрофиламентите се пренареждат, удължават или скъсяват. Формата на клетката (например наличието на микровили) също зависи от структурата на цитоскелета на кортикалния слой.

Цитоплазмена структура

Течният компонент на цитоплазмата се нарича още цитозол. Под светлинен микроскоп изглеждаше, че клетката е пълна с нещо като течна плазма или зол, в която ядрото и другите органели „плуват“. Всъщност това не е вярно. Вътрешното пространство на еукариотната клетка е строго подредено. Движението на органелите се координира с помощта на специализирани транспортни системи, така наречените микротубули, които служат като вътреклетъчни „пътища“ и специални протеини динеини и кинезини, които играят ролята на „мотори“. Индивидуалните белтъчни молекули също не дифундират свободно във вътрешноклетъчното пространство, а се насочват към необходимите компартменти с помощта на специални сигнали на тяхната повърхност, разпознати от транспортните системи на клетката.

Ендоплазмения ретикулум

В еукариотната клетка има система от мембранни отделения (тръби и цистерни), преминаващи една в друга, която се нарича ендоплазмен ретикулум (или ендоплазмен ретикулум, ER или EPS). Тази част от ER, към чиито мембрани са прикрепени рибозоми, се нарича гранулиран(или груб) ендоплазмен ретикулум, протеиновият синтез се извършва върху неговите мембрани. Тези отделения, които нямат рибозоми по стените си, се класифицират като гладка(или агрануларна) ER, който участва в липидния синтез. Вътрешните пространства на гладката и гранулирана ER не са изолирани, а преминават едно в друго и комуникират с лумена на ядрената обвивка.

апарат на Голджи

Ядро

Цитоскелет

Центриоли

Митохондриите

Сравнение на про- и еукариотни клетки

Повечето важна разликаЕукариотите се отличават от прокариотите по наличието на образувано ядро ​​и мембранни органели за дълго време. Въпреки това през 1970-1980 г. стана ясно, че това е само следствие от по-дълбоки различия в организацията на цитоскелета. Известно време се смяташе, че цитоскелетът е характерен само за еукариотите, но в средата на 1990 г. протеини, хомоложни на основните протеини на цитоскелета на еукариотите, също са открити в бактерии.

Именно наличието на специфично структуриран цитоскелет позволява на еукариотите да създадат система от мобилни вътрешни мембранни органели. В допълнение, цитоскелетът позволява възникването на ендо- и екзоцитоза (предполага се, че благодарение на ендоцитозата в еукариотните клетки са се появили вътреклетъчни симбионти, включително митохондрии и пластиди). Друга важна функция на еукариотния цитоскелет е да осигури разделянето на ядрото (митоза и мейоза) и тялото (цитотомия) на еукариотната клетка (разделянето на прокариотните клетки е организирано по-просто). Разликите в структурата на цитоскелета обясняват и други разлики между про- и еукариотите - например постоянството и простотата на формите на прокариотните клетки и значителното разнообразие на формата и способността за промяна на еукариотните клетки, както и относително голям размер на последния. Така размерите на прокариотните клетки са средно 0,5-5 микрона, размерите на еукариотните клетки са средно от 10 до 50 микрона. Освен това само сред еукариотите има наистина гигантски клетки, като масивните яйца на акули или щрауси (в едно птиче яйце целият жълтък е едно огромно яйце), неврони на големи бозайници, чиито процеси, подсилени от цитоскелета , може да достигне десетки сантиметри на дължина.

Анаплазия

Разрушаването на клетъчната структура (например при злокачествени тумори) се нарича анаплазия.

История на откриването на клетките

Първият човек, видял клетки, е английският учен Робърт Хук (познат ни благодарение на закона на Хук). През годината, опитвайки се да разбере защо корковото дърво плува толкова добре, Хук започва да изследва тънки срезове корк с помощта на микроскоп, който е подобрил. Той открива, че тапата е разделена на много малки клетки, които му напомнят за манастирски килии, и той нарича тези клетки клетки (на английски cell означава „клетка, клетка, клетка“). През същата година холандският майстор Антон ван Льовенхук (-) използва микроскоп за първи път, за да види „животни“ - движещи се живи организми - в капка вода. Така вече от началото на XVIIIвекове учените знаеха, че при голямо увеличение растенията имат клетъчна структура и видяха някои организми, които по-късно бяха наречени едноклетъчни. Но клетъчната теория за структурата на организмите се формира едва в средата на 19 век, след като се появяват по-мощни микроскопи и се разработват методи за фиксиране и оцветяване на клетките. Един от основателите му е Рудолф Вирхов, но идеите му съдържат редица грешки: той например приема, че клетките са слабо свързани помежду си и всяка съществува „сама по себе си“. Едва по-късно беше възможно да се докаже целостта на клетъчната система.

Клетките са основните единици, от които са изградени всички живи организми. За съвременния читател, който смята подобно твърдение за тривиално, може да изглежда изненадващо, че признаването на универсалността на клетъчната структура на всички живи същества се е случило преди малко повече от 100 години.

Първо клетъчна теорияе формулиран през 1839 г. от ботаника Матиас Якоб Шлейден и зоолога Теодор Шван; тези изследователи стигнаха до него независимо един от друг, в резултат на изучаване на растителни и животински тъкани. Скоро след това, през 1859 г., Рудолф Вирхов потвърждава изключителната роля на клетката като контейнер на „жива материя“, показвайки, че всички клетки произлизат само от предварително съществуващи клетки: „Omnis cellula e cellula“ (всяка клетка от клетка). Тъй като клетките са много конкретни обекти, които са лесни за наблюдение, след всички тези открития, експерименталното изследване на клетките замени теоретичните дискусии за „живота“ и съмнителните Научно изследване, основан на такива неясни понятия като понятието "протоплазма".

През следващите сто години учените, които изучават клетката, подходиха към този обект от две напълно различни позиции. Цитолозите, използвайки непрекъснато подобряващи се микроскопи, продължиха да развиват микроскопската и субмикроскопичната анатомия на непокътната непокътната клетка. Започвайки с идеята за клетката като бучка желеобразна субстанция, в която нищо не може да се различи,

в допълнение към желатиновата цитоплазма, покриваща я извън обвивката и разположена в центъра на ядрото, те успяха да покажат, че клетката е сложна структура, диференцирана в различни органели, всяка от които е адаптирана да изпълнява едно или друго жизненоважна функция. С помощ електронен микроскопцитолозите започнаха да разграничават отделните структури, участващи в изпълнението на тези функции молекулярно ниво. Благодарение на това в последно време изследванията на цитолозите се сляха с работата на биохимиците, които започнаха с безмилостното унищожаване на деликатните структури на клетката; Чрез изучаване на химическата активност на материала, получен в резултат на такова унищожаване, биохимиците успяха да дешифрират някои от биохимичните реакции, протичащи в клетката, които са в основата жизнени процеси, включително процесите на създаване на самата субстанция на клетката.

Това е сегашното пресичане на тези две области на изследване на клетките, което наложи да посветим цял брой на Scientific American на живата клетка. В наши дни цитологът се опитва да обясни на молекулярно ниво това, което вижда с помощта на различните си микроскопи; така цитологът се превръща в "молекулярен биолог". Биохимикът се превръща в „биохимичен цитолог“, който изучава по равнокакто структурата, така и биохимичната активност на клетката. Читателят ще може да види, че сами по себе си морфологичните или биохимичните методи на изследване не ни дават възможност да проникнем в тайните на структурата и функцията на клетката. За да се постигне успех, е необходимо да се комбинират и двата метода на изследване. Въпреки това, разбирането на жизнените феномени, постигнато чрез изучаването на клетките, напълно потвърждава мнението на биолозите от 19 век, които твърдят, че жива материяима клетъчна структура, точно както молекулите са изградени от атоми.

Дискусия функционална анатомияжива клетка, може би трябва да започнем с факта, че в природата няма определена типична клетка. Познаваме голямо разнообразие от едноклетъчни организми и мозъчните или мускулните клетки се различават една от друга по своята структура и функции. Въпреки цялото си разнообразие обаче, всички те са клетки - всички имат клетъчна мембрана, цитоплазма, съдържаща различни органели, а в центъра на всяка от тях има ядро. В допълнение към определена структура, всички клетки имат редица интересни общи функционални характеристики. На първо място, всички клетки са способни да използват и преобразуват енергия, което в крайна сметка се основава на използването на слънчевата енергия от клетките на зелените растения и нейното превръщане в енергия на химически връзки. Различни специализирани клетки са способни да преобразуват енергията, съдържаща се в химическите връзки, в електрическа и механична енергия и дори обратно във видима светлинна енергия. Способността за преобразуване на енергия има много важноза всички клетки, тъй като им дава възможност да поддържат постоянството на вътрешната си среда и целостта на структурата си.

Живата клетка е различна от заобикалящата я среда нежива природазащото съдържа много големи и изключително сложни молекули. Тези молекули са толкова уникални, че след като ги срещнем в неодушевения свят, винаги можем да сме сигурни, че това са останки от мъртви клетки. IN ранни периодиПо време на развитието на Земята, когато за първи път се е зародил живот на нея, очевидно е имало спонтанен синтез на сложни макромолекули от по-малки молекули. В съвременните условия способността за синтезиране на големи молекули от по-прости вещества е една от основните отличителни чертиживи клетки.

Протеините са сред тези макромолекули. В допълнение към факта, че протеините съставляват по-голямата част от "твърдата" материя на клетката, много от тях (ензими) имат каталитични свойства; това означава, че те са способни значително да увеличат скоростта на химичните реакции, протичащи в клетката, по-специално скоростта на реакциите, свързани с превръщането на енергията. Синтезът на протеини от по-прости единици - аминокиселини, от които има повече от 20, се регулира от дезоксирибонуклеинови и рибонуклеинови киселини (ДНК и РНК); ДНК и РНК са може би най-сложните от всички макромолекули в клетката. Отзад последните годинии дори месеци е установено, че ДНК, разположена в клетъчното ядро, ръководи синтеза на РНК, която се съдържа както в ядрото, така и в цитоплазмата. РНК от своя страна осигурява специфична последователност от аминокиселини в протеиновите молекули. Ролята на ДНК и РНК може да се сравни с ролята на архитект и строителен инженер, в резултат на чиито съвместни усилия от купчина тухли, камъни и керемиди израства красива къща.

На един или друг етап от живота всяка клетка се дели: майчината клетка расте и поражда две дъщерни клетки в резултат на много фин процес, описан в статията на Д. Мазий. Все още на прага на 20 век. биолозите разбраха, че най-важната характеристика на този процес е равномерното разпределение между дъщерните клетки на специални тела, съдържащи се в ядрото на клетката майка; тези тела бяха наречени хромозоми, тъй като се оказа, че са оцветени с определени багрила. Предполага се, че хромозомите служат като носители на наследствеността; Благодарение на точността, с която се извършва тяхното самовъзпроизвеждане и разпространение, те предават на дъщерните клетки всички свойства на майчината клетка. Съвременната биохимия показва, че хромозомите се състоят главно от ДНК и една от важни задачимолекулярната биология е да открие как генетичната информация е кодирана в структурата на тази макромолекула.

Освен способността за преобразуване на енергия, биосинтеза и възпроизводство чрез самовъзпроизвеждане и делене, клетките на високоорганизираните животни и растения имат и други особености, благодарение на които са приспособени към сложната и координирана дейност, която е животът на организма. Развитие от оплодена яйцеклетка, която е една клетка, многоклетъчен организъмвъзниква не само в резултат на клетъчно делене, но и в резултат на диференциация на дъщерни клетки в различни специализирани видове, от които се образуват различни тъкани. В много случаи след диференциация и специализация клетките спират да се делят; има един вид антагонизъм между диференциацията и растежа чрез клетъчно делене.

При възрастен организъм способността за възпроизвеждане и поддържане на популацията на даден вид на определено ниво зависи от яйцеклетката и спермата. Тези клетки, наречени гамети, възникват, както всички други клетки на тялото, по време на процеса на фрагментиране на оплодената яйцеклетка и последваща диференциация. Въпреки това, във всички онези части на тялото на възрастен, където постоянно се случва износване на клетки (в кожата, червата и т.н.) костен мозъккъдето се произвеждат профилирани елементикръв), деленето на клетките остава много често срещано явление.

По време на ембрионално развитиеДиференциращите клетки от един и същи тип проявяват способността да се разпознават взаимно. Клетки, принадлежащи към един и същи тип и подобни една на друга, се комбинират, за да образуват тъкан, която е недостъпна за клетки от всички други видове. В това взаимно привличане и отблъскване на клетките основната роля очевидно принадлежи на клетъчната мембрана. Освен това тази мембрана е един от основните клетъчни компоненти, с които е свързана функцията на мускулните клетки (осигурявайки на тялото способността да се движи), нервни клетки(създаващи връзки, необходими за координираната дейност на тялото) и сетивни клетки (възприемащи дразнения отвън и отвътре).

Въпреки че в природата няма клетка, която би могла? смятан за типичен, смятаме, че би било полезно да се създаде определен негов модел, така наречената „колективна“ клетка, която да комбинира морфологични характеристики, изразени в една или друга степен във всички клетки.

Дори в клетъчна мембрана с дебелина около 100 ангстрьома (1 ангстрьом е равен на една десетмилионна от милиметъра), която под конвенционален микроскоп изглежда просто като гранична линия, електронномикроскопското изследване разкрива определена структура. Вярно, все още не знаем почти нищо за тази структура, но самото присъствие на клетъчната мембрана сложна структурасъвпада добре с всичко, което знаем за неговите функционални свойства. Например, мембраните на червените кръвни клетки и нервните клетки са в състояние да разграничат натриевите йони от калиевите йони, въпреки че тези йони имат подобни размери и еднакви електрически заряд. Мембраната на тези клетки помага на калиевите йони да проникнат в клетката, но тя "се съпротивлява" на натриевите йони и това не зависи само от пропускливостта; с други думи, мембраната има способността да „активно транспортира йони“. Освен това клетъчната мембрана механично привлича големи молекули и макроскопични частици в клетката. Електронният микроскоп позволи също така да се проникне във фината структура на органелите, разположени в цитоплазмата, които в конвенционален микроскоп изглеждат като зърна. Най-важните органели са хлоропластите на зелените растителни клетки и митохондриите, открити както в животинските, така и в растителните клетки. Тези органели са „електростанциите“ на целия живот на Земята. Тяхната фина структура е пригодена за специфична функция: в хлоропластите - да свързват енергията на слънчевата светлина по време на фотосинтезата, а в митохондриите - да извличат енергия (вградена в химичните връзки на хранителните вещества, постъпващи в клетката) в процеса на окисляване и дишане. Тези „електростанции“ доставят енергията, необходима за различни процеси, протичащи в клетката, така да се каже, в „удобна опаковка“ - под формата на енергия от фосфатни връзки на един химическо съединение, аденозин трифосфат (АТФ).

Електронният микроскоп позволява ясно да се разграничат митохондриите с тяхната сложна фина структура от други тела с приблизително същия размер - от лизозоми. Както показва de Duve, лизозомите съдържат храносмилателни ензими, които разграждат големи молекули, като мазнини, протеини и нуклеинови киселини, на по-малки компоненти, които могат да бъдат окислени от митохондриални ензими. Мембраната на лизозомите изолира храносмилателните ензими, съдържащи се в тези тела, от останалата част от цитоплазмата. Разкъсването на мембраната и освобождаването на ензими, съдържащи се в лизозомите, бързо води до клетъчен лизис (разтваряне).

Цитоплазмата съдържа много други включвания, които са по-малко разпространени в клетките различни видове. Сред тях центрозомите и кинетозомите са от особен интерес. Центрозомите могат да се видят с обикновен микроскоп само по време на клетъчното делене; те играят много важна роля, образувайки полюсите на вретеното - апаратът, който дърпа хромозомите между две дъщерни клетки. Що се отнася до кинетозомите, те могат да бъдат намерени само в онези клетки, които се движат с помощта на специални реснички или камшичета; В основата на всяка ресничка или флагелум лежи кинетозома. Както центрозомите, така и кинетозомите са способни на самовъзпроизвеждане: всяка двойка центрозоми по време на клетъчното делене поражда друга двойка от тези тела; Всеки път, когато на клетъчната повърхност се появи нова реснички, тя получава кинетозома, резултат от самоудвояването на една от съществуващите кинетозоми. В миналото някои цитолози изразиха мнение, че структурата на тези два органела е до голяма степен сходна, въпреки факта, че техните функции са напълно различни. Изследванията с електронен микроскоп потвърдиха това предположение. Всяка органела се състои от 11 влакна; два от тях са разположени в центъра, а останалите девет са разположени в периферията. Точно така са подредени всички реснички и всички флагели. Точната цел на тази структура е неизвестна, но несъмнено е свързана с контрактилитета на ресничките и флагелите. Възможно е същият принцип на "мономолекулен мускул" да е в основата на действието на кинетозома и центрозома, които имат напълно различни функции.

Електронният микроскоп позволи да се потвърди още едно предположение на цитолозите от минали години, а именно предположението за съществуването на „цитоскелет“ - невидима структура на цитоплазмата. В повечето клетки с помощта на електронен микроскоп може да се открие сложна система от вътрешни мембрани, която е невидима, когато се наблюдава с конвенционален микроскоп. Някои от тези мембрани имат гладка повърхност, докато други имат една от повърхностите грапава поради малките гранули, които я покриват. IN различни клеткитези мембранни системи са разработени в различни степени; в амеба те са много прости, а в специализирани клетки, в които се извършва интензивен протеинов синтез (например в клетките на черния дроб или панкреаса), те са много силно разклонени и се отличават със значителна грануларност.

Специалистите по електронна микроскопия оценяват всички тези наблюдения по различен начин. Най-широко приетата гледна точка е тази на К. Портър, който предложи името "ендоплазмен ретикулум" за тази мембранна система; според него движението става през мрежата от тубули, образувани от мембраните различни веществаот външната клетъчна мембрана към ядрената мембрана. Някои изследователи считат вътрешната мембрана за продължение на външната мембрана; Според тези автори, благодарение на дълбоките вдлъбнатини във вътрешната мембрана, повърхността на контакт на клетката с измиващата я течност значително се увеличава. Ако ролята на мембраната наистина е толкова важна, тогава бихме очаквали, че клетката има механизъм, който й позволява непрекъснато да създава нова мембрана. J. Palad предположи, че такъв механизъм е мистериозният апарат на Голджи, открит за първи път от италианския цитолог К. Голджи в края на миналия век. Електронният микроскоп позволи да се установи, че апаратът на Голджи се състои от гладка мембрана, която често служи като продължение на ендоплазмения ретикулум.

Природата на гранулите, покриващи "вътрешната" повърхност на мембраната, е извън всякакво съмнение. Тези гранули са особено добре експресирани в клетки, които синтезират големи количества протеин. Както T. Kaspersson и авторът на тази статия показаха преди около 20 години, такива клетки са различни високо съдържаниеРНК. Последните проучвания разкриха, че тези гранули са изключително богати на РНК и съответно са много активни в протеиновия синтез. Следователно те се наричат ​​рибозоми.

Вътрешната граница на цитоплазмата се образува от мембраната около клетъчното ядро. Все още има много разногласия относно структурата на тази мембрана, която наблюдаваме в електронен микроскоп. На външен вид представлява двоен филм, във външния слой на който има пръстени или отвори, отварящи се към цитоплазмата. Някои изследователи смятат тези пръстени за пори, през които големи молекули преминават от цитоплазмата към ядрото или от ядрото към цитоплазмата. Тъй като външният слой на мембраната често е в близък контакт с ендоплазмения ретикулум, също така се предполага, че ядрената обвивка участва в образуването на мембраните на този ретикулум. Възможно е също течности, протичащи през тубулите на ендоплазмения ретикулум, да се натрупват в пространството между двата слоя на ядрената обвивка.

Ядрото съдържа най-важните структури на клетката - хроматиновите нишки, които съдържат цялата ДНК, съдържаща се в клетката. Когато клетката е в покой (т.е. по време на периода на растеж между две деления), хроматинът се разпръсква из ядрото. Благодарение на това ДНК придобива максимална повърхност на контакт с други вещества на ядрото, които вероятно служат като материал за изграждане на молекули на РНК и за самовъзпроизвеждане. Докато клетката се подготвя за делене, хроматинът се сглобява и уплътнява, за да образува хромозоми, след което се разпределя равномерно между двете дъщерни клетки.

Нуклеолите не са толкова неуловими като хроматина; тези сферични тела са ясно видими в ядрото, когато се наблюдават под конвенционален микроскоп. Електронният микроскоп ни позволява да видим, че ядрото е изпълнено с малки гранули, подобни на рибозомите на цитоплазмата. Нуклеолите са богати на РНК и изглеждат активни центрове за синтез на протеини и РНК. За да завършим описанието на функционалната анатомия на клетката, отбелязваме, че хроматинът и нуклеолите плават в аморфно вещество, подобно на протеин - ядрен сок.

Създаването на съвременна картина на структурата на клетката изисква разработването на сложно оборудване и по-модерни методи за изследване. Обикновеният светлинен микроскоп продължава да бъде важен инструмент днес. Въпреки това, за изследване вътрешна структураКлетките, използващи този микроскоп, обикновено трябва да убият клетката и да я оцветят с различни багрила, които селективно разкриват основните й структури. За да се видят тези структури в активно състояние в жива клетка, са разработени различни микроскопи, включително фазов контраст, интерференция, поляризация и флуоресценция; всички тези микроскопи се основават на използването на светлина. IN напоследъкЕлектронният микроскоп се превръща в основен изследователски инструмент за цитолозите. Използването на електронен микроскоп „се усложнява обаче от необходимостта да се експонират изследваните обекти сложни процесиобработка и запис, което неминуемо води до нарушаване на оригиналните картини, свързано с различни изкривявания и артефакти. Въпреки това напредваме и се доближаваме до изследването на жива клетка при голямо увеличение.

Историята на развитието на техническото оборудване в биохимията е не по-малко забележителна. Създаването на центрофуги с непрекъснато нарастващи скорости на въртене дава възможност съдържанието на клетката да се разделя на все по-големи и по-голям бройотделни фракции. Тези фракции са допълнително разделени и подразделени с помощта на хроматография и електрофореза. Класически методианализът вече може да бъде адаптиран за изследване на количества и обеми, 1000 пъти по-малки от тези, които могат да бъдат определени преди. Учените са придобили способността да измерват скоростта на дишане на няколко амеби или няколко яйца морски таралежили определят съдържанието на ензими в тях. И накрая, авторадиографията, метод, който използва радиоактивни маркери, позволява да се наблюдават на субклетъчно ниво динамичните процеси, протичащи в непокътната жива клетка.

Всички останали статии в този сборник са посветени на успехите, постигнати чрез сливането на тези две най-важни направления в изследването на клетките, и на по-нататъшните перспективи, които се откриват пред биологията. В заключение ще ми се струва полезно да покажа как се използва комбинация от цитологични и биохимични подходи за решаване на един проблем - проблемът за ролята на ядрото в живота на клетката. Отстраняването на ядрото от едноклетъчен организъм не води до незабавна смърт на цитоплазмата. Ако разделите амебата на две половини, като оставите ядрото в една от тях и подложите двете половини на глад, тогава и двете ще живеят около две седмици; при едноклетъчни протозои, чехъл, биенето на ресничките може да се наблюдава няколко дни след отстраняване на ядрото; Безядрените фрагменти от гигантските едноклетъчни водорасли acetabularia живеят няколко месеца и дори са способни на доста забележима регенерация. По този начин много от основните жизнени процеси на клетката, включително (в случая на Acetabularia) процесите на растеж и диференциация, могат да възникнат с пълно отсъствиегени и ДНК. Безядрените фрагменти на ацетабулария са способни например да синтезират протеини и дори специфични ензими, въпреки че е известно, че протеиновият синтез се регулира от гени. Но способността на тези фрагменти да синтезират постепенно избледнява. Въз основа на тези данни можем да заключим, че в ядрото под въздействието на ДНК се образува някакво вещество, което се освобождава в цитоплазмата, където постепенно се използва. От такива експерименти, проведени с едновременното използване на цитологични и биохимични методи, се налагат редица важни изводи.

Първо, ядрото трябва да се счита за основния център за синтеза на нуклеинови киселини (както ДНК, така и РНК). Второ, ядрената РНК (или част от нея) навлиза в цитоплазмата, където играе ролята на посредник, предаващ генетична информация от ДНК към цитоплазмата. И накрая, експериментите показват, че цитоплазмата и по-специално рибозомите служат като основна арена за синтеза на специфични протеини като ензими. Трябва да се добави, че възможността за независим синтез на РНК в цитоплазмата не може да се счита за изключена и че такъв синтез може да бъде открит в безядрени фрагменти на ацетабулария при подходящи условия.

Този кратък преглед на съвременните данни ясно показва, че клетката е не само морфологична, но и физиологична единица.

Най-ценното нещо, което човек има, е негово собствен животи живота на близките му. Най-ценното нещо на Земята е животът като цяло. А в основата на живота, в основата на всички живи организми са клетките. Можем да кажем, че животът на Земята има клетъчна структура. Ето защо е толкова важно да се знаекак са структурирани клетките. Строежът на клетките се изучава от цитологията – науката за клетките. Но идеята за клетките е необходима за всички биологични дисциплини.

Какво е клетка?

Дефиниция на понятието

клетка е структурна, функционална и генетична единица на всички живи същества, съдържаща наследствена информация, състояща се от мембранна мембрана, цитоплазма и органели, способни да се поддържат, обменят, размножават и развиват. © Сазонов V.F., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015..

Това определение за клетка, макар и кратко, е доста пълно. Той отразява 3 страни на универсалността на клетката: 1) структурна, т.е. като структурна единица, 2) функционална, т.е. като единица дейност, 3) генетична, т.е. като единица на наследствеността и смяната на поколенията. Важна характеристика на клетката е наличието на наследствена информация в нея под формата на нуклеинова киселина - ДНК. Дефиницията също така отразява най-важната характеристика на клетъчната структура: наличието на външна мембрана (плазмолема), разделяща клетката и нейната среда. И,накрая, 4 най-важни признака на живот: 1) поддържане на хомеостаза, т.е. постоянство на вътрешната среда в условията на нейното постоянно обновяване, 2) обмен с външната среда на материя, енергия и информация, 3) способността за възпроизвеждане, т.е. към самовъзпроизвеждане, възпроизвеждане, 4) способността за развитие, т.е. за растеж, диференциация и морфогенеза.

По-кратко, но непълно определение: клетка е елементарната (най-малката и проста) единица на живота.

По-пълна дефиниция на клетка:

клетка е подредена, структурирана система от биополимери, ограничена от активна мембрана, образуваща цитоплазмата, ядрото и органелите. Тази биополимерна система участва в единен набор от метаболитни, енергийни и информационни процеси, които поддържат и възпроизвеждат цялата система като цяло.

Текстил е съвкупност от клетки, сходни по структура, функция и произход, съвместно изпълняващи общи функции. При човека в четирите основни групи тъкани (епителни, съединителни, мускулни и нервни) има около 200 различни видовеспециализирани клетки [Faler D.M., Shields D. Молекулярна биология на клетките: Ръководство за лекари. / пер. от английски - М.: БИНОМ-Прес, 2004. - 272 с.].

Тъканите от своя страна образуват органи, а органите образуват системи от органи.

Живият организъм започва от клетка. Извън клетката няма живот, извън клетката е възможно само временно съществуване на жизнени молекули, например под формата на вируси. Но за активно съществуване и размножаване дори вирусите се нуждаят от клетки, дори и да са чужди.

Клетъчна структура

Фигурата по-долу показва структурните диаграми на 6 биологични обекта. Анализирайте кои от тях могат да се считат за клетки и кои не, според два варианта за дефиниране на понятието „клетка“. Представете отговора си под формата на таблица:

Клетъчна структура под електронен микроскоп

Мембрана

Най-важната универсална структура на клетката е клетъчна мембрана (синоним: плазмалема), покриващ клетката под формата на тънък филм. Мембраната регулира връзката между клетката и околната среда, а именно: 1) тя частично отделя съдържанието на клетката от външната среда, 2) свързва съдържанието на клетката с външната среда.

Ядро

Втората най-важна и универсална клетъчна структура е ядрото. Той не присъства във всички клетки, за разлика от клетъчната мембрана, поради което го поставяме на второ място. Ядрото съдържа хромозоми, съдържащи двойни вериги на ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина). Секциите на ДНК са матрици за изграждането на информационна РНК, която от своя страна служи като матрица за изграждането на всички клетъчни протеини в цитоплазмата. По този начин ядрото съдържа, така да се каже, „чертежи“ за структурата на всички протеини на клетката.

Цитоплазма

Полутечен е вътрешна средаклетки, разделени на отделения от вътреклетъчни мембрани. Обикновено има цитоскелет за поддържане на определена форма и е в постоянно движение. Цитоплазмата съдържа органели и включвания.

На трето място можем да поставим всички други клетъчни структури, които могат да имат собствена мембрана и се наричат ​​органели.

Органелите са постоянни, задължително присъстващи клетъчни структури, които изпълняват специфични функции и имат специфична структура. Въз основа на тяхната структура органелите могат да бъдат разделени на две групи: мембранни органели, които задължително включват мембрани, и немембранни органели. От своя страна мембранните органели могат да бъдат едномембранни - ако са образувани от една мембрана и двумембранни - ако обвивката на органелите е двойна и се състои от две мембрани.

Включвания

Включенията са непостоянни структури на клетката, които се появяват в нея и изчезват по време на процеса на метаболизма. Има 4 вида включвания: трофични (със снабдяване с хранителни вещества), секреторни (съдържащи секрети), екскреторни (съдържащи вещества, които трябва да се отделят) и пигментни (съдържащи пигменти - оцветяващи вещества).

Клетъчни структури, включително органели ( )

Включвания . Те не се класифицират като органели. Включенията са непостоянни структури на клетката, които се появяват в нея и изчезват по време на процеса на метаболизма. Има 4 вида включвания: трофични (със снабдяване с хранителни вещества), секреторни (съдържащи секрети), екскреторни (съдържащи вещества, които трябва да се отделят) и пигментни (съдържащи пигменти - оцветяващи вещества).

1. (плазмолема).
2. Ядро с ядро .
3. Ендоплазмения ретикулум : грапави (зърнести) и гладки (агранулирани).
4. Комплекс Голджи (апарат) .
5. Митохондриите .
6. Рибозоми .
7. Лизозоми . Лизозомите (от гр. lysis - "разлагане, разтваряне, разпадане" и soma - "тяло") са везикули с диаметър 200-400 микрона.
8. Пероксизоми . Пероксизомите са микротелца (везикули) с диаметър 0,1-1,5 µm, заобиколени от мембрана.
9. Протеазоми . Протеазомите са специални органели за разграждане на протеини.
10. Фагозоми .
11. Микрофиламенти . Всеки микрофиламент е двойна спирала от глобуларни актинови протеинови молекули. Следователно съдържанието на актин дори в немускулни клетки достига 10% от всички протеини.
12. Междинни нишки . Те са компонент на цитоскелета. Те са по-дебели от микрофиламентите и имат тъканно-специфичен характер:
13. Микротубули . Микротубулите образуват гъста мрежа в клетката. Стената на микротубула се състои от един слой глобуларни субединици на протеина тубулин. Напречен разрез показва 13 от тези субединици, образуващи пръстен.
14. Клетъчен център .
15. Пластиди .
16. Вакуоли . Вакуолите са едномембранни органели. Те са мембранни „контейнери“, мехурчета, пълни с водни разтвори на органични и неорганични вещества.
17. Реснички и флагели (специални органели) . Състоят се от 2 части: базално телце, разположено в цитоплазмата и аксонема – израстък над повърхността на клетката, който е покрит отвън с мембрана. Осигурете движение на клетката или движение на околната среда над клетката.

Клетката е основната структурна и функционална единица на всички живи организми, с изключение на вирусите. Той има специфична структура, включваща много компоненти, които изпълняват специфични функции.

Каква наука изучава клетката?

Всеки знае, че науката за живите организми е биологията. Строежът на клетката се изучава от нейния клон – цитологията.

От какво се състои една клетка?

Тази структура се състои от мембрана, цитоплазма, органели или органели и ядро ​​(липсва в прокариотните клетки). Структурата на клетките на организми, принадлежащи към различни класове, се различава леко. Наблюдават се значителни разлики между клетъчната структура на еукариотите и прокариотите.

Плазмената мембрана

Мембраната играе много важна роля - тя отделя и предпазва съдържанието на клетката от външната среда. Състои се от три слоя: два протеинови слоя и среден фосфолипиден слой.

Клетъчна стена

Друга структура, която предпазва клетката от излагане външни фактори, разположен отгоре плазмената мембрана. Присъства в клетките на растения, бактерии и гъбички. В първия се състои от целулоза, във втория - от муреин, в третия - от хитин. В животинските клетки върху мембраната е разположен гликокаликс, който се състои от гликопротеини и полизахариди.

Цитоплазма

Представлява цялото пространство на клетката, ограничено от мембраната, с изключение на ядрото. Цитоплазмата включва органели, които изпълняват основните функции, отговорни за живота на клетката.

Органели и техните функции

Структурата на клетката на живия организъм включва редица структури, всяка от които изпълнява определена функция. Те се наричат ​​органели или органели.

Митохондриите

Те могат да се нарекат едни от най-важните органели. Митохондриите са отговорни за синтеза на необходимата за живота енергия. Освен това те участват в синтеза на определени хормони и аминокиселини.

Енергията в митохондриите се произвежда поради окислението на АТФ молекулите, което се случва с помощта на специален ензим, наречен АТФ синтаза. Митохондриите са кръгли или пръчковидни структури. Техният брой в животинска клетка е средно 150-1500 броя (това зависи от нейното предназначение). Те се състоят от две мембрани и матрица - полутечна маса, която запълва вътрешното пространство на органела. Основните компоненти на черупките са протеини, фосфолипидите също присъстват в тяхната структура. Пространството между мембраните е изпълнено с течност. Митохондриалната матрица съдържа зърна, които натрупват определени вещества, като магнезиеви и калциеви йони, необходими за производството на енергия, и полизахариди. Освен това тези органели имат собствен апарат за биосинтеза на протеини, подобен на този на прокариотите. Състои се от митохондриална ДНК, набор от ензими, рибозоми и РНК. Структурата на прокариотната клетка има свои собствени характеристики: тя не съдържа митохондрии.

Рибозоми

Тези органели са съставени от рибозомна РНК (рРНК) и протеини. Благодарение на тях се извършва транслация - процесът на синтез на протеин върху иРНК (информационна РНК) матрица. Една клетка може да съдържа до десет хиляди от тези органели. Рибозомите се състоят от две части: малка и голяма, които се комбинират директно в присъствието на иРНК.

Рибозомите, които участват в синтеза на протеини, необходими за самата клетка, са концентрирани в цитоплазмата. А тези, с помощта на които се произвеждат протеини, които се транспортират извън клетката, се намират на плазмената мембрана.

Комплекс Голджи

Той присъства само в еукариотните клетки. Тази органела се състои от диктозоми, чийто брой обикновено е приблизително 20, но може да достигне няколкостотин. Апаратът на Голджи е включен в клетъчната структура само на еукариотни организми. Той се намира близо до ядрото и изпълнява функцията на синтез и съхранение на определени вещества, например полизахариди. В него се образуват лизозоми, за които ще стане дума по-долу. Този органел също е част отделителна системаклетки. Диктозомите са представени под формата на купчини сплескани дисковидни цистерни. По краищата на тези структури се образуват везикули, съдържащи вещества, които трябва да бъдат отстранени от клетката.

Лизозоми

Тези органели са малки везикули, съдържащи набор от ензими. Тяхната структура има една мембрана, покрита със слой протеин отгоре. Функцията, изпълнявана от лизозомите, е вътреклетъчното смилане на веществата. Благодарение на ензима хидролаза, с помощта на тези органели се разграждат мазнини, протеини, въглехидрати и нуклеинови киселини.

Ендоплазмен ретикулум (ретикулум)

Клетъчната структура на всички еукариотни клетки също предполага наличието на EPS (ендоплазмен ретикулум). Ендоплазменият ретикулум се състои от тръби и сплескани кухини с мембрана. Тази органела се предлага в два вида: груба и гладка мрежа. Първият се отличава с факта, че рибозомите са прикрепени към мембраната му, вторият няма тази характеристика. Грубият ендоплазмен ретикулум изпълнява функцията за синтезиране на протеини и липиди, които са необходими за образуването на клетъчната мембрана или за други цели. Smooth участва в производството на мазнини, въглехидрати, хормони и други вещества, с изключение на протеини. Ендоплазменият ретикулум също изпълнява функцията за транспортиране на вещества в клетката.

Цитоскелет

Състои се от микротубули и микрофиламенти (актинови и междинни). Компонентите на цитоскелета са полимери на протеини, главно актин, тубулин или кератин. Микротубулите служат за поддържане на формата на клетката, те образуват органи за движение в прости организми, като ресничести, хламидомонас, еуглена и др. Актиновите микрофиламенти също играят ролята на рамка. Освен това те участват в процеса на движение на органелите. Междинните продукти в различните клетки са изградени от различни протеини. Те поддържат формата на клетката и също така осигуряват ядрото и другите органели в постоянно положение.

Клетъчен център

Състои се от центриоли, които имат формата на кух цилиндър. Стените му са изградени от микротубули. Тази структура участва в процеса на делене, осигурявайки разпределението на хромозомите между дъщерните клетки.

Ядро

В еукариотните клетки това е един от най-важните органели. Съхранява ДНК, която криптира информация за целия организъм, неговите свойства, протеини, които трябва да се синтезират от клетката и т.н. Състои се от обвивка, която защитава генетичния материал, ядрен сок (матрица), хроматин и ядро. Обвивката се образува от две порести мембрани, разположени на известно разстояние една от друга. Матрицата е представена от протеини, тя образува благоприятна среда вътре в ядрото за съхраняване на наследствена информация. Ядреният сок съдържа нишковидни протеини, които служат като опора, както и РНК. Тук също присъства хроматин, интерфазна форма на съществуване на хромозома. По време на клетъчното делене тя се превръща от бучки в пръчковидни структури.

Нуклеол

Това е отделна част от ядрото, отговорна за образуването на рибозомна РНК.

Органели, открити само в растителните клетки

Растителните клетки имат някои органели, които не са характерни за други организми. Те включват вакуоли и пластиди.

Вакуола

Това е един вид резервоар, където се съхраняват резервни хранителни вещества, както и отпадъчни продукти, които не могат да бъдат отстранени поради плътната клетъчна стена. Той е отделен от цитоплазмата чрез специфична мембрана, наречена тонопласт. Докато клетката функционира, отделни малки вакуоли се сливат в една голяма - централната.

Пластиди

Тези органели са разделени на три групи: хлоропласти, левкопласти и хромопласти.

Хлоропласти

Това са най-важните органели на растителната клетка. Благодарение на тях възниква фотосинтеза, по време на която клетката получава необходимите хранителни вещества. хранителни вещества. Хлоропластите имат две мембрани: външна и вътрешна; матрица - веществото, което запълва вътрешното пространство; собствена ДНК и рибозоми; нишестени зърна; зърна. Последните се състоят от купчини тилакоиди с хлорофил, заобиколени от мембрана. Именно в тях протича процесът на фотосинтеза.

Левкопласти

Тези структури се състоят от две мембрани, матрица, ДНК, рибозоми и тилакоиди, но последните не съдържат хлорофил. Левкопластите изпълняват резервна функция, натрупвайки хранителни вещества. Те съдържат специални ензими, които позволяват получаването на нишесте от глюкоза, което всъщност служи като резервно вещество.

Хромопласти

Тези органели имат същата структура като описаните по-горе, но не съдържат тилакоиди, но има каротеноиди, които имат специфичен цвят и са разположени непосредствено до мембраната. Благодарение на тези структури цветните венчелистчета са боядисани в определен цвят, което им позволява да привличат опрашващи насекоми.