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 тя притежава всички свойства на живите организми: силно подредена структура, получаване на енергия отвън и използване за извършване на работа и поддържане на реда, метаболизъм, активна реакция на дразнения, растеж, развитие, размножаване, удвояване 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 клетъчна теория, чиито основни положения показват, че всички тъкани и органи са съставени от клетки; растителните и животинските клетки са фундаментално сходни една с друга, всички те възникват по един и същи начин; дейността на организмите е сумата от жизнената дейност на отделните клетки. Голямо влияниеНа по-нататъчно развитиеГолемият немски учен Р. Вирхов оказа голямо влияние върху клетъчната теория и върху теорията за клетката като цяло. 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 съвременната интерпретация включва следните основни положения: клетката е универсалната елементарна единица на живите; клетките на всички организми са фундаментално сходни по структура, функция и химичен състав; клетките се възпроизвеждат само чрез делене на оригиналната клетка; многоклетъчните организми са сложни клетъчни ансамбли, които образуват интегрални системи.

Благодарение на съвременните методи на изследване, 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, която осъществява растежа, развитието, метаболизма и енергията, съхранява, обработва и внедрява генетична информация. От гледна точка на морфологията клетката е сложна система от биополимери, отделени от външна средаплазмена мембрана (плазмолема) и се състои от ядро ​​и цитоплазма, в които са разположени органели и включвания (гранули).

Какво представляват клетките?

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 са присъщи на единството на структурата, метаболизма (метаболизма) и химичния състав.

Различните клетки обаче имат и специфични структури. Това се дължи на изпълнението на техните специални функции.

Клетъчна структура

Ултрамикроскопска структура на клетката:

1 - цитолемма (плазмена мембрана); 2 - пиноцитни везикули; 3 - центрозомен 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 мрежест 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.

Химическият 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 делят на три групи: макронутриенти – 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.

Към ултрамикроелементите - селен, ванадий, силиций, никел, литий, сребро и нагоре. Въпреки много ниското съдържание, микроелементите и ултрамикроелементите играят много важна роля важна роля. Те засягат основно метаболизма. Невъзможно без тях нормална жизнена дейноствсяка клетка и организма като цяло.

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

Органичните вещества са доминирани от 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%.

Протеинова молекула е полимер, който се състои от голям брой повтарящи се единици мономери. Аминокиселинните протеинови мономери (има 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 определена пространствена ориентация на полипептидната верига възниква третична протеинова структура, която определя специфичността и биологичната активност на протеиновата молекула. Няколко третични структури се комбинират, за да образуват кватернерна структура.

Протеините изпълняват основни функции. Ензимите са биологични катализатори, които увеличават скоростта химична реакцияв една клетка стотици хиляди милиони пъти 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 (съдържаща 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 (гликоген в животински клетки, нишесте и целулоза в растителни клетки. Въглехидратите са източник на енергия, сложни 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 основният компонент на клетъчните мембрани, изпълняват градивна функция. Липиди - ключови източнициенергия. Така че, ако при пълното окисление на 1 g протеин или въглехидрати се отделят 17,6 kJ енергия, то при пълното окисление на 1 g мазнини - 38,9 kJ. Липидите извършват терморегулация, защитават органите (мастни капсули).

ДНК и РНК

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

Пространствена структура на нуклеиновите киселини:

(по B. Alberts et al., изменен) I - РНК; II - ДНК; панделки - захарно-фосфатни гръбнаци; A, C, G, T, U - 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 наследява 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. Информация или информационна РНК tRNA (от английския messenger - "посредник"), която носи информация за нуклеотидната последователност на ДНК към рибозомите (виж по-долу). Трансферна РНК (tRNA), която пренася аминокиселини в рибозомите. Рибозомна РНК (рРНК), която участва в образуването на рибозоми. РНК се намира в ядрото, рибозомите, цитоплазмата, митохондриите, хлоропластите.

Състав на нуклеинови киселини:

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

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

прокариотна клетка

еукариотна клетка

Структурата на еукариотната клетка

Повърхностен комплекс на животински клетки

Съдържа гликокаликс, плазмалемаи подлежащия кортикален слой на цитоплазмата. Плазмената мембрана се нарича още плазмалема, външната клетъчна мембрана. 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 поддържане на целостта на мембраната си: молекулите се държат 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 до взаимно. Гликокаликсът се състои от молекули на 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 (в съседство с плазмената мембрана) слой на цитоплазмата има специфични елементи на цитоскелета - актинови микрофиламенти, подредени по определен начин. Основната и най-важна функция на кортикалния слой (кора) са псевдоподиалните реакции: изтласкване, прикрепване и намаляване 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.

Структурата на цитоплазмата

Течният компонент на цитоплазмата се нарича още цитозол. Под светлинен микроскоп изглежда, че клетката е пълна с нещо като течна плазма или зол, в която ядрото и другите органели „плуват“. Всъщност не е. 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 "двигатели". Отделните протеинови молекули също не дифундират свободно в цялото вътреклетъчно пространство, а се насочват към необходимите компартменти чрез специални сигнали на тяхната повърхност, разпознати от транспортните системи на клетката.

Ендоплазмения ретикулум

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

апарат на Голджи

Ядро

цитоскелет

Центриоли

Митохондриите

Сравнение на про- и еукариотни клетки

Повечето важна разликаеукариотите от прокариотите дълго време се смятаха за наличието на добре оформено ядро ​​и мембранни органели. Въпреки това до 1970-те и 1980-те години 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 еукариотния цитоскелет, също са открити в бактерии.

Това е наличието на специфично подреден цитоскелет, който позволява на еукариотите да създадат система от мобилни вътрешни мембранни органели. В допълнение, цитоскелетът позволява ендо- и екзоцитоза (предполага се, че вътреклетъчните симбионти, включително митохондрии и пластиди, се появяват в еукариотните клетки поради ендоцитозата). 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 да се променя в еукариотните, както и относително голям размер на последния. И така, размерът на прокариотните клетки е средно 0,5-5 микрона, размерите на еукариотните клетки - средно от 10 до 50 микрона. Освен това само сред еукариотите има наистина гигантски клетки, като масивни яйца на акули или щрауси (в 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 започна да изследва тънки срезове корк с помощта на микроскоп, който беше подобрил. Той открива, че тапата е разделена на много малки клетки, които му напомнят на монашеските килии, и той нарича тези клетки клетки (на английски cell означава „клетка, клетка, клетка“). През годината холандският майстор Антони ван Льовенхук (Anton van Leeuwenhoek, -) с помощта на микроскоп за първи път видя "животни" в капка вода - движещи се живи организми. Така вече началото на XVIIIОт векове учените знаят, че при голямо увеличение растенията имат клетъчна структура и са видели някои организми, които по-късно стават известни като едноклетъчни. Но клетъчната теория за структурата на организмите се формира едва в средата на 19 век, след като се появиха по-мощни микроскопи и бяха разработени методи за фиксиране и оцветяване на клетките. Един от неговите основатели е Рудолф Вирхов, но в идеите му има редица грешки: например той приема, че клетките са слабо свързани една с друга 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 само преди около 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 изследването на растителни и животински тъкани. Малко след това, през 1859 г., Рудолф Вирхов потвърждава изключителната роля на клетката като вместилище 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 специфични обекти, които са лесни за наблюдение, след всички тези открития, експерименталното изследване на клетката измести теоретичните аргументи за "живот" и съмнителни Научно изследваневъз основа на такива неясни понятия като понятието "протоплазма".

През следващите сто години клетъчните учени подхождат към този обект от две напълно различни позиции. Цитолозите, използвайки непрекъснато подобряващи се микроскопи, продължиха да развиват микроскопската и субмикроскопската анатомия на непокътнатата цяла клетка. Започвайки с концепцията 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 правят разлика между отделните структури, участващи в тези функции на молекулярно ниво. Поради това в последно време изследванията на цитолозите са затворени 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 направления на изследване на клетките, което наложи да се посвети цял брой на Scientific American на живата клетка. Сега цитологът се опитва да обясни на молекулярно ниво какво вижда с различните си микроскопи; по този начин цитологът се превръща в "молекулярен биолог". Биохимикът пък се превръща в "биохимичен цитолог", който учи по равноструктурата и биохимичната активност на клетката. Читателят ще може да види, че само морфологичните или само биохимичните методи на изследване не ни дават възможност да проникнем в тайните на устройството и функцията на клетката. За да успеете, е необходимо да комбинирате и двата метода на изследване. Въпреки това разбирането на феномените на живота, постигнато чрез изучаването на клетката, напълно потвърждава мнението на биолозите от 19 век, които твърдят, че жива материяима клетъчна структура, точно както молекулите са изградени от атоми.

Дискусия функционална анатомияна жива клетка може би трябва да започнем с факта, че в природата няма типична клетка. Познаваме голямо разнообразие от едноклетъчни организми и мозъчните или мускулните клетки се различават една от друга както по своята структура, така и по своите 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 неща. 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 в състояние да преобразуват енергията, съдържаща се в химическите връзки, в електрическа и механична енергия и дори обратно в енергията на видимата светлина. Способността за преобразуване на енергия е много важностза всички клетки, тъй като им позволява 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 странни, че след като ги срещнем в света на неодушевените, винаги можем да сме сигурни, че това са останки от мъртви клетки. IN ранни периодиПо време на развитието на Земята, когато животът се е зародил 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 "твърдото" вещество на клетката, много от тях (ензими) имат каталитични свойства; това означава, че те са в състояние значително да увеличат скоростта на химичните реакции, протичащи в клетката, по-специално скоростта на реакциите, свързани с преобразуването на енергия. Синтезът на протеини от по-прости единици - аминокиселини, които наброяват повече от 20, се регулира от дезоксирибонуклеинови и рибонуклеинови киселини (ДНК и РНК); ДНК и РНК са почти най-сложните от всички клетъчни макромолекули. Отзад последните годинии дори месеци е установено, че ДНК, разположена в ядрото на клетката, 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 съвместните усилия на които 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 процесописан в статията на Д. Мазий. Дори на прага на 20 век. биолозите разбраха, че най-важната характеристика на този процес е равномерното разпределение между дъщерните клетки на специалните тела, съдържащи се в ядрото на майчината клетка; тези тела бяха наречени хромозоми, тъй като се оказа, че те са оцветени с определени багрила. Предполага се, че хромозомите служат като носители на наследствеността; поради 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 онази сложна и съгласувана дейност, която е животът на организма. Развитие от оплодена яйцеклетка, която е една клетка, многоклетъчен организъмвъзниква не само в резултат на клетъчното делене, но и в резултат на диференциацията на дъщерните клетки в различни специализирани видове, от които се образуват различни тъкани. В много случаи след диференциация и специализация клетките спират да се делят; съществува 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, в процеса на раздробяване на оплодената яйцеклетка и последваща диференциация. Въпреки това във всички онези части на възрастния организъм, където непрекъснато се извършва 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 развитиев диференциращите клетки от един и същи тип се проявява способността да се разпознават взаимно. Клетки, принадлежащи към един и същи тип и подобни една на друга, се комбинират, за да образуват тъкан, която не е достъпна 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 способността на тялото да се движи), нервни клетки(създаващи връзките, необходими за координираната дейност на тялото) и сетивни клетки (възприемащи дразнения отвън и отвътре).

Въпреки че в природата няма клетка, която би могла? считан за типичен, ни се струва полезно да създадем определен негов модел, така да се каже, "колективна" клетка, която да комбинира морфологични характеристики, които са изразени до известна степен във всички клетки.

Дори в клетъчна мембрана с дебелина около 100 ангстрьома (1 ангстрьом е равен на една десетмилионна от милиметъра), която под обикновен микроскоп изглежда просто като гранична линия, чрез електронна микроскопия се 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 еритроцитите 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 се „противопоставя” на натриевите йони и това не зависи само от пропускливостта; с други думи, мембраната има способността за "активен йонен транспорт". 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 "електроцентралите" на целия живот на Земята. Тяхната фина структура е адаптирана към специфична функция: в хлоропластите, за свързване на енергията на слънчевата светлина в процеса на фотосинтеза, а в митохондриите, за извличане на енергия (съдържаща се в химичните връзки на хранителните вещества, влизащи в клетката) в процеса на окисление и дишане. Тези "електроцентрали" 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 показа де Дюв, 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 съдържащите се в лизозомите ензими бързо води до лизис (разтваряне) на клетките.

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 само с конвенционален микроскоп по време на клетъчното делене; те играят много важна роля, образувайки полюсите на вретеното - апаратът, който разделя хромозомите в 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 нова реснички се появи на повърхността на клетката, тя получава кинетозома в резултат на самоудвояването на една от вече съществуващите кинетозоми. В миналото някои цитолози предполагаха, че структурата на тези два органела е до голяма степен сходна, въпреки факта, че функциите им 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 - в периферията. По този начин са подредени и всички реснички и всички камшичета. Точната цел на такава 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 можете да откриете сложна система от вътрешни мембрани, която е невидима, когато се наблюдава с конвенционален микроскоп. Някои от тези мембрани имат гладка повърхност, докато други имат грапава повърхност поради малки гранули, които я покриват. IN различни клеткитези мембранни системи са разработени в различни степени; в амебата те са много прости, а в специализираните клетки, в които има интензивен синтез на протеини (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 различни начини. Най-широко се използва гледната точка на К. Портър, който предложи името "ендоплазмен ретикулум" за тази система от мембрани; според него движението се извършва по мрежата от тубули, образувани от мембрани различни веществаот външната клетъчна мембрана към ядрената мембрана. Някои изследователи считат вътрешната мембрана за продължение на външната; според тези автори, поради дълбоки вдлъбнатини във вътрешната мембрана, контактната повърхност на клетката с течността около нея значително се увеличава. Ако ролята на мембраната наистина е толкова важна, тогава трябва да очакваме, че клетката има механизъм, който позволява непрекъснатото създаване на нова мембрана. Дж. Палад предположи, че мистериозният апарат на Голджи, открит за първи път от италианския цитолог К. Голджи в края на миналия век, служи като такъв механизъм. 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, не предизвиква съмнение. Тези гранули са особено добре експресирани в клетки, които синтезират големи количества протеин. Както T. Kaspersson и авторът на тази статия показаха преди 20 години, такива клетки се различават високо съдържаниеРНК. Последните проучвания показват, че тези гранули са изключително богати на РНК и следователно силно активни в протеиновия синтез. Следователно те се наричат ​​рибозоми.

Вътрешната граница на цитоплазмата се образува от мембрана, обграждаща клетъчното ядро. Досега все още възникват много разногласия по въпроса каква структура има тази мембрана, която наблюдаваме в електронен микроскоп. Изглежда като двоен филм, във външния слой на който има пръстени или дупки, които се отварят 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 тази мрежа. Възможно е също течностите, протичащи през тубулите на ендоплазмения ретикулум, да се натрупват в пролуката между двата слоя на ядрената мембрана.

В ядрото се намират най-важните структури на клетката - хроматиновите нишки, които съдържат цялата ДНК, съдържаща се в клетката. Когато клетката е в състояние на "покой" (т.е. по време на периода на растеж между две деления), хроматинът се разпръсква в ядрото. Благодарение на това ДНК придобива максимална повърхност на контакт с други вещества на ядрото, които вероятно служат като негов материал за изграждане на РНК молекули и за самовъзпроизвеждане. В процеса на подготовка на клетка за делене, хроматинът се събира и уплътнява, образувайки 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 ви позволява да видите, че ядрото е изпълнено с малки гранули, подобни на рибозомите на цитоплазмата. Нуклеолите са богати на РНК и изглеждат активни места 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 в наше време. Въпреки това, за изследване вътрешна структураклетки, 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 създадени 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 фиксиране, което неизбежно води до нарушаване на оригиналните картини, свързани с различни изкривявания и артефакти. Въпреки това напредваме и се доближаваме до изследването на живата клетка при голямо увеличение.

Историята на развитието на техническото оборудване на биохимията е не по-малко забележителна. Развитието на центрофуги с непрекъснато нарастващи скорости на въртене прави възможно разделянето на съдържанието на клетката на все по-големи и Повече ▼отделни фракции. Тези фракции се разделят допълнително и се разделят чрез хроматография и електрофореза. Класически методианализът вече е 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 да се определи 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 други статии в този сборник са посветени на успехите, постигнати благодарение на сближаването на тези две най-важни области в изследването на клетката 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 една амеба 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 - обувки - може да се наблюдава биенето на ресничките няколко дни след отстраняването 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 случай на ацетабулария) процесите на растеж и диференциация, могат да се появят по време на 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 може да се заключи, че в ядрото под въздействието на ДНК се образува някакво вещество, което се освобождава в цитоплазмата, където постепенно се използва. От тези експерименти, проведени с едновременно използване на цитологични и биохимични методи, следват 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, който пренася генетична информация от ДНК в цитоплазмата. И накрая, експериментите показват, че цитоплазмата и по-специално рибозомите служат като основна арена за синтеза на такива 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, което човек има, е негово собствен животи живота на близките му. Най-ценното нещо на Земята е животът като цяло. А основата на живота, 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 подредени клетките. Строежът на клетките се изучава от цитологията – науката за клетките. Но концепцията за клетките е необходима за всички биологични дисциплини.

Какво е клетка?

Определение 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 поддържат, обменят, възпроизвеждат и развиват. © Сазонов V.F., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015..

Това определение за клетка, макар и кратко, е доста пълно. Той отразява 3 аспекта на клетъчната универсалност: 1) структурен, 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 в нея на наследствена информация под формата на нуклеинова киселина - ДНК. Дефиницията също така отразява най-важната характеристика на клетъчната структура: наличието на външна мембрана (плазмолема), която ограничава клетката и нейната среда. И,накрая, 4 най-важни признака на живот: 1) поддържане на хомеостаза, т.е. постоянството на вътрешната среда в условията на нейното постоянно обновяване, 2) обменът на материя, енергия и информация с външната среда, 3) способността за възпроизвеждане, т.е. към самовъзпроизвеждане, възпроизвеждане, 4) способността за развитие, т.е. към растеж, диференциация и оформяне.

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

По-пълна дефиниция на клетка:

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

Текстил е колекция от клетки, които са сходни по структура, функция и произход, съвместно изпълняващи общи функции. При човека, като част от четирите основни групи тъкани (епителни, съединителни, мускулни и нервни), има около 200 различни видовеспециализирани клетки [Faler DM, Shields D. Molecular cell biology: A Guide for physicians. / 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 непознати.

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:

Структурата на клетката под електронен микроскоп

Мембрана

Най-важната универсална структура на клетката е клетъчна мембрана (синоним: плазмена мембрана), 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 по важност и универсалност клетъчна структура е ядрото. Не се среща 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 шаблони за изграждане на информационна РНК, които от своя страна служат като шаблони за изграждане на всички клетъчни протеини в цитоплазмата. По този начин ядрото съдържа, така да се каже, "чертежи" на структурата на всички клетъчни протеини.

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 можете да поставите 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 определена структура. По структура органелите могат да бъдат разделени на две групи: мембранни, които задължително включват мембрани, и немембранни. 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

Включванията са непостоянни клетъчни структури, които се появяват в него и изчезват в процеса на метаболизма. Има 4 вида включвания: трофични (със снабдяване с хранителни вещества), секреторни (съдържащи секрет), екскреторни (съдържащи вещества "за освобождаване") и пигментни (съдържащи пигменти - оцветяващи вещества).

Клетъчни структури, включително органели ( )

Включвания . Те не са органели. Включванията са непостоянни клетъчни структури, които се появяват в него и изчезват в процеса на метаболизма. Има 4 вида включвания: трофични (със снабдяване с хранителни вещества), секреторни (съдържащи секрет), екскреторни (съдържащи вещества "за освобождаване") 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 Gr. lysis - „разлагане, разтваряне, гниене“ и soma - „тяло“) са везикули с диаметър 200-400 микрона.
8. Пероксизоми . Пероксизомите са микротелца (везикули) с диаметър 0,1-1,5 микрона, заобиколени от мембрана.
9. Протеазоми . Протеазомите са специализирани 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 немускулните 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. Микротубулната стена се състои от един слой глобуларни субединици на тубулиновия протеин. Напречен разрез показва 13 такива субединици, образуващи пръстен.
14. Клетъчен център .
15. пластиди .
16. Вакуоли . Вакуолите са едномембранни органели. Те представляват мембранни "резервоари", 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 клетъчната повърхност, който отвън е покрит с мембрана. Те осигуряват движението на клетката или движението на средата върху 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 определени 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 е направена една клетка?

Тази структура се състои от мембрана, цитоплазма, органели или органели и ядро ​​(липсва в прокариотните клетки). Структурата на клетките на организмите, принадлежащи към различни класове, е малко по-различна. Наблюдават се значителни разлики между структурата на еукариотните и прокариотните клетки.

плазмената мембрана

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

клетъчна стена

Друга структура, която предпазва клетката от излагане външни фактори, разположен отгоре плазмената мембрана. Намира се в клетките на растенията, бактериите и гъбите. 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 (в зависимост от предназначението му). Те се състоят от две мембрани и матрица, полутечна маса, която изпълва вътрешността на органела. Основният компонент на черупките са протеини, а в структурата им присъстват и фосфолипиди. Пространството между мембраните е изпълнено с течност. В рамките на митохондриалната матрица има зърна, които съхраняват 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: в нея няма митохондрии.

Рибозоми

Тези органели са съставени от рибозомна РНК (рРНК) и протеини. Благодарение на тях се извършва транслация - процесът на синтез на протеин върху матрицата на иРНК (информационна РНК). Една клетка може да съдържа до десет хиляди от тези органели. Рибозомите се състоят от две части: малка и голяма, които се обединяват 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, които обикновено наброяват около 20, но могат да достигнат до няколкостотин. Апаратът на Голджи е включен в структурата на клетката само в еукариотните организми. Той се намира близо до ядрото и изпълнява функцията за синтезиране и съхранение на определени вещества, например полизахариди. В него се образуват лизозоми, за които ще стане дума по-долу. Този органел също е част от отделителна системаклетки. Диктозомите са представени под формата на купчини сплескани дисковидни цистерни. По краищата на тези структури се образуват мехурчета, където се намират вещества, които трябва да бъдат отстранени от клетката.

Лизозоми

Тези органели са малки везикули с набор от ензими. Тяхната структура има единична мембрана, покрита със слой протеин. Функцията, която изпълняват лизозомите, е вътреклетъчното смилане на веществата. Благодарение на ензима хидролаза, мазнините, протеините, въглехидратите и нуклеиновите киселини се разграждат с помощта на тези органели.

Ендоплазмен ретикулум (ретикулум)

Клетъчната структура на всички еукариотни клетки също предполага наличието на EPS (ендоплазмен ретикулум). Ендоплазменият ретикулум се състои от тубули и сплескани кухини, които имат мембрана. Този органоид е два вида: грапава и гладка мрежа. Първият се различава по това, че рибозомите са прикрепени към мембраната му, вторият няма такава 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. Също така ендоплазменият ретикулум изпълнява функцията за транспортиране на вещества през 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 органите за движение в най-простите организми, като ресничести, хламидомонас, еуглена и др. Актиновите микрофиламенти също играят ролята на скеле. 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 фиксират ядрото и другите органели в постоянна позиция.

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 кодира информация за целия организъм, за неговите свойства, за протеините, които трябва да се синтезират от клетката и др. 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 - интерфазната форма на съществуване на хромозоми. По време на клетъчното делене тя се превръща от бучки в пръчковидни структури.

ядро

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

Органели, открити само в растителните клетки

Растителните клетки имат някои органели, които вече не са характерни за никакви 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 изведени 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 се извършва фотосинтеза, при която клетката получава необходимите хранителни вещества. хранителни вещества. Хлоропластите имат две мембрани: външна и вътрешна; матрица - вещество, което запълва вътрешното пространство; собствена ДНК и рибозоми; зърна нишесте; зърна. Последните се състоят от купчини тилакоиди с хлорофил, заобиколени от мембрана. Именно в тях протича процесът 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. Именно благодарение на тези структури цветните листенца са оцветени в определен цвят, което им позволява да привличат опрашващи насекоми.